Question

如圖7-7-4所示，小物塊A、B、C質量相等，均為m.A、B用細繩繞過輕小滑輪相連接.不計細繩、滑輪質量及一切摩擦，兩滑輪間距離為=0.6 m.開始時A、B靜止，現將小物塊C掛在兩滑輪間細線的中點O處，求：

圖7-7-4

（1）物塊C下落多大高度時的速度最大？

（2）物塊C下落的最大距離多大？

Answer 1

解析：本題考查學生綜合分析能力以及機械能守恒定律的靈活運用能力.本題求解的關鍵是搞清楚“速度最大”和“下落最大距離”的隱含條件.

（1）將小物塊C掛在細繩中點O處，C所受合力不為零，必向下運動.當C物速度達最大時，加速度為零，這時結點O點所受合力（三個物塊拉力的合力）為零，三物塊所受合力也分別為零.依據力的平衡知識可知，O點所受三根繩子的拉力必互成120°角，因此物塊C下落的高度為：

.

（2）當物塊C下落至最低點時，A、B也到達最高點，此時三者速度都應為零.設C下落的最大高度為H，則A、B上升的高度均為：

①

對三物塊A、B、C及細繩組成的系統，由于只有重力和彈力做功，機械能守恒.當系統動能為零時物塊C的重力勢能的減少量等于A、B重力勢能的增加量，即mgH=2mgh②

①②式聯立并將=0.6 m?代入計算即求得物塊C下落的最大距離為

H=0.4 m.