窗帘上部结构可以简化为如图所示的模型:长滑竿水平固定,上有9个相同的滑环,滑环厚度忽略不计,每个滑环的质量均为m=0.1kg;每相邻的两个滑环之间由不可伸长的柔软轻质细线相连,细线长度均为l=0.2m;滑环与水平滑竿间的动摩擦因数均为µ=0.25。开始时所有滑环可近似地看成挨在一起处于滑竿右侧边缘处,滑环间无挤压;第9个滑环被固定在滑竿最右端。现给第1个滑环一个初速度v0,使其在滑竿上向左滑行(可视为只有平动);在滑环滑行的过程中,前、后滑环之间的细线绷紧后,两个滑环立即以共同的速度向前滑行,细线绷紧的过程用时极短,可忽略不计。取g=10m/s2。
(1)若v0=1.25m/s,求第1、2个滑环间的细线刚刚绷紧瞬间第2个滑环的速度;
(2)若第4个滑环已被细线拉动,求第3、4个滑环间的细线绷紧后瞬间整个装置动能与绷紧前瞬间整个装置动能的比值;
(3)为让所有的细线都被拉直,第1个滑环至少需要获得多大的初速度?(计算结果可以带根号)
【答案】(1)第1、2个滑环间的细线刚刚绷紧瞬间第2个滑环的速度为0.375m/s;
(2)第3、4个滑环间的细线绷紧后瞬间整个装置动能与绷紧前瞬间整个装置动能的比值为;
(3)为让所有的细线都被拉直,第1个滑环至少需要获得14.3m/s的初速度.
(2)第3、4个滑环间的细线绷紧后瞬间整个装置动能与绷紧前瞬间整个装置动能的比值为
3
4
(3)为让所有的细线都被拉直,第1个滑环至少需要获得14.3m/s的初速度.
【解答】
【点评】
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