如圖所示，定滑輪B、C與動(dòng)滑輪D組成一滑輪組，各滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦、滑輪的質(zhì)量均不計(jì)．在動(dòng)滑輪D上，懸掛有砝碼托盤(pán)A，跨過(guò)滑輪組的不可伸長(zhǎng)的輕線的兩端各掛有砝碼m2和m3，已知兩個(gè)砝碼和砝碼托盤(pán)的質(zhì)量及人的質(zhì)量都是m，整個(gè)系統(tǒng)處在靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)人突然從托盤(pán)底起跳，初速度為V0=10
m/s（相對(duì)于地，且跳起后始終未與頂部相碰）．求人起跳后至再次落回砝碼托盤(pán)經(jīng)歷的時(shí)間及人起跳后相對(duì)于盤(pán)的最大高度．
分析：人離開(kāi)托盤(pán)后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由于整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性，人起跳后至再次落回砝碼托盤(pán)時(shí)位移的大小是0 經(jīng)歷的時(shí)間是上升時(shí)間的2倍；
系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，滿(mǎn)足平均動(dòng)量守恒，可以使用人船模型的公式進(jìn)行解答．
解答：解：整個(gè)模型在該狀態(tài)時(shí)處于平衡狀態(tài)，說(shuō)明系統(tǒng)受到的合外力為0．因此系統(tǒng)在豎直方向滿(mǎn)足總動(dòng)量守恒．
由于左右質(zhì)量相等．人落回盤(pán)中時(shí)仍在原位置．兩者的運(yùn)動(dòng)完全對(duì)稱(chēng)．
人起跳后至再次落回砝碼托盤(pán)經(jīng)歷的時(shí)間為：
t=2
v0
g
=2s…①
人相對(duì)地起跳的最大高度：H=
v
2
0
2g
=5m…②
系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，滿(mǎn)足平均動(dòng)量守恒，由人船模型可得：mH-3mh=0…③
人起跳后相對(duì)于盤(pán)的最大高度為H+h=
20
3
m…④
答：人起跳后至再次落回砝碼托盤(pán)經(jīng)歷的時(shí)間是2s，人起跳后相對(duì)于盤(pán)的最大高度是
20
3
h．
點(diǎn)評(píng)：該題中，系統(tǒng)的平均動(dòng)量守恒，使用人船模型的方法解題相對(duì)比較簡(jiǎn)單．若使用牛頓第二定律解題，涉及的過(guò)程復(fù)雜，受力分析比較繁瑣，解題難度大．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，拉B物的輕繩與豎直方向成60°角，O為一定滑輪，物體A與B間用跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩相連且均保持靜止，已知B的重力為100N，水平地面對(duì)B的支持力為80N，繩和滑輪質(zhì)量及摩擦均不計(jì)，試求：
（1）物體A的重力；
（2）物體B與地面間的摩擦力．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，拉B物的輕繩與豎直方向成60°角，O為一定滑輪，物體A與B間用跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩相連且均保持靜止，已知物體B的重力為100N，物體A的重力為40N，繩和滑輪的摩擦及質(zhì)量均不計(jì)，試求：
（1）水平地面對(duì)B的支持力的大小和方向；
（2）地面對(duì)物體B的摩擦力的大小和方向；
（3）求OP繩對(duì)滑輪的拉力大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

一根輕繩通過(guò)光滑的定滑輪連接重為G1物塊和套在粗糙豎直桿上的重為G2的滑套，如圖所示．定滑輪到豎直桿距離為
3
米．用手緩慢移動(dòng)滑套G2發(fā)現(xiàn)放手后滑套可以在B、C之間的任意一點(diǎn)保持靜止，已知A與滑輪等高，AB=1米，BC=2米，（題中最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等）．精英家教網(wǎng)
試求：
（1）滑套和豎直桿的摩擦系數(shù)；
（2）滑塊和滑套的所受重力之比即G1/G2．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（18分）如圖所示，定滑輪B、C與動(dòng)滑輪D組成一滑輪組，各滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦、滑輪的質(zhì)量均不計(jì)．在動(dòng)滑輪D上，懸掛有砝碼托盤(pán)A，跨過(guò)滑輪組的不可伸長(zhǎng)的輕線的兩端各掛有砝碼2和3．一根用輕線（圖中穿過(guò)彈簧的那條豎直線）拴住的壓縮輕彈簧豎直放置在托盤(pán)底上，彈簧的下端與托盤(pán)底固連，上端放有砝碼1（兩者未粘連）．已知三個(gè)砝碼和砝碼托盤(pán)的質(zhì)量都是m，彈簧的勁度系數(shù)為k，壓縮量為l0，整個(gè)系統(tǒng)處在靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)突然燒斷拴住彈簧的輕線，彈簧便伸長(zhǎng)，并推動(dòng)砝碼1向上運(yùn)動(dòng)，直到砝碼1與彈簧分離．假設(shè)砝碼1在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)與托盤(pán)的頂部相碰．求砝碼1從與彈簧分離至再次接觸經(jīng)歷的時(shí)間．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案