【題目】如圖為某種魚餌自動投放器的裝置示意圖,其下半部AB是一長為2R的豎直細(xì)管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口C處切線水平,AB管內(nèi)有原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧.在彈簧上端放置一粒質(zhì)量為m的魚餌,解除鎖定后彈簧可將魚餌彈射出去.投餌時,每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定,此時彈簧的彈性勢能為6mgR (g為重力加速度).不計魚餌在運動過程中的機(jī)械能損失,求:

(1)魚餌到達(dá)管口C時的速度大小v1
(2)魚餌到達(dá)管口C時對管子的作用力大小和方向:
(3)已知地面比水面高出1.5R,若豎直細(xì)管的長度可以調(diào)節(jié),圓孤彎道管BC可隨豎直細(xì)管﹣起升降.求魚餌到達(dá)水面的落點與AB所在豎直線OO′之間的最大距離Lmax

【答案】
(1)解:魚餌到達(dá)管口C的過程中彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為魚餌的重力勢能和動能,

有: ,

解得

答:魚餌到達(dá)管口C時的速度大小為


(2)解:設(shè)C處管子對魚餌的作用力向下,大小設(shè)為F,

根據(jù)牛頓第二定律有: ,

解得F=6mg,

由牛頓第三定律可得魚餌對管子的作用力F′=6mg,方向向上.

答:魚餌到達(dá)管口C時對管子的作用力大小為6mg,方向向上;


(3)解:設(shè)AB長度為h,對應(yīng)平拋水平距離為x,

由機(jī)械能守恒定律有: ,

由平拋運動的規(guī)律得,x=vt, ,

解得x= =

當(dāng)h=1.5R時,x的最大值xmax=8R,

則Lmax=xmax+R=9R.

答:魚餌到達(dá)水面的落點與AB所在豎直線OO′之間的最大距離為9R.


【解析】(1)根據(jù)能量守恒定律求出魚餌到達(dá)管口C時的速度大。2)根據(jù)牛頓第二定律求出管口對魚餌的作用力大小,從而結(jié)合牛頓第二定律求出魚餌對管子的作用力大小和方向.(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出平拋運動的初速度,結(jié)合平拋運動的規(guī)律求出水平位移的表達(dá)式,通過數(shù)學(xué)知識得出魚餌到達(dá)水面的落點與AB所在豎直線OO′之間的最大距離.

【考點精析】本題主要考查了平拋運動和能量守恒定律的相關(guān)知識點,需要掌握特點:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動;運動規(guī)律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動;能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量保持不變才能正確解答此題.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖示為某探究活動小組設(shè)計的節(jié)能運動系統(tǒng).斜面軌道傾角為30°,質(zhì)量為M的木箱與軌道的動摩擦因數(shù)為 ,木箱在軌道A端時,自動裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱,然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下,在輕彈簧被壓縮至最短時,自動卸貨裝置立刻將貨物卸下,然后木箱恰好被彈回到軌道A端,重復(fù)上述過程.下列選項正確的是(  )

A.m=3M
B.m=2M
C.木箱不與彈簧接觸時,上滑過程的運動時間大于下滑過程中的運動時間
D.若貨物的質(zhì)量減少,則木箱一定不能回到A處

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】地球赤道上的重力加速度為g,物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a,衛(wèi)星甲、乙、丙在如圖所示三個橢圓軌道上繞地球運行,衛(wèi)星甲和乙的運行軌道在P點相切,以下說法中正確的是( 。

A.如果地球自轉(zhuǎn)的角速度突然變?yōu)樵瓉淼? 倍,那么赤道上的物體將會“飄”起來
B.衛(wèi)星甲、乙經(jīng)過P點時的加速度大小相等
C.衛(wèi)星甲的周期最大
D.三個衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點的速度可能大于第一宇宙速度

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【題目】如圖,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi),有勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于圓平面(未畫出)。一群比荷為的負(fù)離子以相同速率(較大),由P點在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)后,又飛出磁場,最終打在磁場區(qū)域右側(cè)的熒光屏(足夠大)上,則下列說法正確的是(不計重力)(

A. 離子在磁場中運動時間一定相等

B. 離子在磁場中的運動半徑一定相等

C. Q點飛出的離子在磁場中運動的時間最長

D. 沿PQ方向射入的離子飛出時偏轉(zhuǎn)角最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律,下列說法中正確的是( 。
A.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù),就可以算出氣體分子的體積
B.懸浮在液體中的固體微粒越小,布朗運動就越明顯
C.一定質(zhì)量的理想氣體,保持氣體的壓強不變,溫度越高,體積越大
D.一定溫度下,飽和汽的壓強是一定的
E.由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,液面分子間只有引力,沒有斥力,所以液體表面具有收縮的趨勢

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【題目】小明在實驗室做單擺實驗時得到如圖甲所示的單擺振動情形,O是它的平衡位置,B、C是擺球所能到達(dá)的左右最遠(yuǎn)位置,小明通過實驗測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=9.8m/s2 , 并且根據(jù)實驗情況繪制了單擺的振動圖象如圖乙所示,設(shè)圖中單擺向右擺動為正方向,g≈π2 , 則下列選項正確的是( )

A.根據(jù)圖乙可知開始計時擺球在C點
B.此單擺的振動頻率是0.5Hz
C.圖中P點向正方向振動
D.根據(jù)已知數(shù)據(jù)可以求得此單擺的擺長為1.0m

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【題目】抽制高強度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示,激光束越過細(xì)絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同.觀察光束經(jīng)過細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化,下列敘述中正確的是( )

A.這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象
B.這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象
C.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變粗
D.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變細(xì)

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【題目】如圖所示,傾角θ=30°的光滑斜面的下端與水平地面平滑連接(可認(rèn)為物體在連接處速率不變)。一個質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點),從距地面h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4,重力加速度g=10m/s2,求:

(1)物體沿斜面下滑的加速度a的大小;

(2)物體下滑到達(dá)斜面底端A時速度vA的大;

(3)物體在水平地面上滑行的時間t

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【題目】如圖所示,光滑水平地面上放有截面為1/4圓周的柱狀物體A,A與光滑墻面之間放一光滑的圓柱形物體B,A施加一水平向左的力F,整個裝置保持靜止。若將A的位置向左移動稍許,整個裝置仍保持平衡,則

A. 水平外力F需要增大

B. 墻對B的作用力減小

C. BA的作用力增大

D. 地面對A的支持力減小

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