如圖所示,質(zhì)量為M玻璃管中盛有少量乙醚液體,用質(zhì)量為m的軟木塞將管口封住,且M=3m,加熱玻璃管使軟木塞在乙醚蒸氣的壓力下水平飛出。玻璃管懸于長為L的輕桿上,輕桿可繞O端無摩擦轉(zhuǎn)動(玻璃管本身幾何大小忽略不計)。若在一次實驗中,當(dāng)軟木塞水平飛出后玻璃管恰好能在豎直面內(nèi)作圓周運動,在忽略熱量損失和空氣阻力的情況下,求:
(1)乙醚要消耗多少內(nèi)能;
(2)軟木塞水平飛出瞬間桿對玻璃管拉力的大小。
(3)玻璃管通過最高點時桿對玻璃管力的大小和方向。
解:
(1)設(shè)軟木塞水平飛出時,M和m的速率分別為V和v,對軟木塞和玻璃管組成的系統(tǒng)在木塞飛出前后過程,由動量守恒定律得
MV-mv=0 ①
玻璃管恰能越過最高點做圓周運動的臨界條件是在最高點的速度為零,由機械能守恒定律有 =Mg2L ②
由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,管塞分離時二者的動能之和都是由乙醚消耗其內(nèi)能得來的,所以 E內(nèi)=+=24mgL
(2)由②得M的速度V=,在最低點應(yīng)用向心力公式得
F-Mg=M ③
F=Mg+M=5Mg=15mg
(3)在最高點速度為零,向心加速度也就為零,設(shè)管受桿的力F′的方向向下,由向心力公式得Mg+F=0
F=-Mg (或直接設(shè)向上, 得F=Mg)
即桿管的作用力大小為Mg,方向與所設(shè)相反,即是豎直向上的支持力。
科目:高中物理 來源: 題型:
F | 5 |
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
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4 2 |
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科目:高中物理 來源:2009年江蘇省泰州市高考物理模擬試卷(三)(解析版) 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:
[選修3 — 5]
(1) 如圖所示,質(zhì)量為m的人立于平板車上,人與車的總質(zhì)量為M,人與車以速度v1在光滑水平面上向東運動。當(dāng)此人相對于車以速度v2豎直跳起時,車向東的速度大小為__________
A. B. C. D.V1
(2)雅典奧運會的成功舉辦為我國北京2008年舉辦第29屆奧運會提供了寶貴的經(jīng)驗,如何解決環(huán)境問題是值得組委會考慮的問題之一。為了解決這一問題,北京奧委會接受專家的建議,大量采用對環(huán)境有益的新技術(shù)。如奧運會場館周圍80%~90%的路燈將利用太陽能發(fā)電技術(shù)。奧運會90%的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術(shù)。太陽能的產(chǎn)生是由于太陽內(nèi)部高溫高壓條件下的熱核聚變反應(yīng)形成的,其核反應(yīng)方程是
A. B.
C. D.
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