【題目】(20分)如圖所示,豎直放置的質(zhì)量為4m,,長(zhǎng)為L(zhǎng)的圓管頂端塞有一個(gè)質(zhì)量為m的彈性圓球,球和管間的滑動(dòng)摩擦力和最大靜摩擦力大小均為4mg.圓管從下端離地面距離為H處自由落下,落地后向上彈起的速度與落地時(shí)速度大小相等。試求:

(1)圓管彈起后圓球不致滑落,L應(yīng)滿足什么條件;

(2)圓管上升的最大高度是多少;

(3)圓管第二次彈起后圓球不致滑落,L又應(yīng)滿足什么條件。

【答案】(1);(2) (3)

【解析】

試題分析:1)取豎直向下為正方向,則:球與管第一次碰地前的瞬時(shí)速度(2分)

碰地后瞬間,管的速度,球的速度。球相對(duì)管的速度

碰后,管受重力作用及向下的摩擦力作用,加速度a = 2g ;球受重力和向上的摩擦力作用,加速度a =3g 。球相對(duì)管的加速度a =5g

以管為參考系,則球與管相對(duì)靜止前,球相對(duì)管下滑的距離為:(2分)

要使球不滑出圓管,應(yīng)滿足:(2分)

2)設(shè)管從碰地到它彈到最高點(diǎn)所需時(shí)間為t1(設(shè)球與管這段時(shí)間內(nèi)摩擦力方向不變),則:

(2分)

設(shè)管從碰地到與球相對(duì)靜止所需的時(shí)間為t2,則: (2分)

因?yàn)?/span>t1t2,說明球與管先達(dá)到相對(duì)靜止,再以共同速度上升到最高點(diǎn)。設(shè)球和管達(dá)相對(duì)靜止時(shí)的高度為,共同速度為,則: (2分)

(2分)

此后,球和管以初速度豎直上拋。設(shè)再上升的高度為,則: (2分)

因此,管上升的最大高度 (2分)

3)當(dāng)球與管第二次共同下落時(shí),離地高度為,球距管頂.類比第(1)問可解出兩者在第二次反彈中發(fā)生的相對(duì)位移:(2分)

則當(dāng)時(shí),球不會(huì)滑出管外,即:(2分)

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:

【題目】如圖所示,在兩個(gè)電量均為+q的點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O與中垂線上某點(diǎn)p中,正確的關(guān)系是( )

A. 0P,E0EP

B. 0PE0EP

C. 將正電荷從O點(diǎn)移到P點(diǎn),電場(chǎng)力做正功

D. 將正電荷從O點(diǎn)移到P點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(19分)如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的夾角α=30°,導(dǎo)軌間距為l = 0.50m,金屬桿ab、cd的質(zhì)量均為m=1.0kg,電阻均為r = 0.10Ω,垂直于導(dǎo)軌水平放置.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 2.0T.用平行于導(dǎo)軌方向的拉力拉著ab桿沿軌道以某一速度勻速上升時(shí),cd桿保持靜止.不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,導(dǎo)軌和桿ab、cd之間是光滑的,重力加速度g =10m/s2.求:

(1)回路中感應(yīng)電流I的大。

(2)拉力做功的功率.

(3)若某時(shí)刻將cd桿固定,同時(shí)將ab桿上拉力F增大至原來(lái)的2倍,求當(dāng)ab桿速度v1=2m/s時(shí)桿的加速度和回路電功率P1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】有一電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸方向的電場(chǎng),其電勢(shì)隨x的分布如圖所示。一質(zhì)量為m,帶電量為-q的粒子只在電場(chǎng)力的作用下,以初速度v0從x=O處的O點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)并沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),則下列關(guān)于該粒子運(yùn)動(dòng)的說法中不正確的是

A.粒子從x=0處運(yùn)動(dòng)到x=x1處的過程中動(dòng)能逐漸減小

B.粒子從x=x1處運(yùn)動(dòng)到x= x3處的過程中電勢(shì)能逐漸減小

C.欲使粒子能夠到達(dá)x= x4處,則粒子從x=0處出發(fā)時(shí)的最小速度應(yīng)為

D.若,則粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的最小速度為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】汽車剎車過程可視為勻減速直線運(yùn)動(dòng),其初速度v0和剎車距離x的關(guān)系滿足v02=2ax。如果剎車加速度a不變,汽車初速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,剎車距離將變?yōu)樵瓉?lái)的(

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】長(zhǎng)為L的通電直導(dǎo)線垂直放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,所受到的安培力F=BIL,則安培力的大小(

A. 只與電流強(qiáng)度有關(guān) B. 只與導(dǎo)線長(zhǎng)度有關(guān)

C. 只與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān) D. 與電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度都有關(guān)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)用下圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn).先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置,讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下,和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次.

A球質(zhì)量為m1,半徑為r1;B球質(zhì)量為m2,半徑為r2,則_______

Am1>m2 r1=r2 Bm1<m2 r1=r2

Cm1>m2 r1>r2 Dm1>m2 r1<r2

完成本實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是___________

A.斜槽軌道必須光滑以減少誤差

B.斜槽軌道末端的切線必須水平

C.入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下

D.本實(shí)驗(yàn)應(yīng)記錄小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t

設(shè)A球的質(zhì)量為m1,B球的質(zhì)量為m2,則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為(用裝置圖中的字母表示)___________________________。

若測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離:OA=2.68cm,OB=8.62cm,OC=11.50cm,并知A、B兩球的質(zhì)量比為21,系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量P與碰撞后總動(dòng)量P'的百分誤差__________%(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】

A. 該列波沿x軸負(fù)方向傳播

B. 該列波的波速大小為1m/s

C. 若此波遇到另一列簡(jiǎn)諧橫渡并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則所遇到的波的頻率為0.4Hz

D. 若該波遇到一障礙物發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,則該障礙物的尺寸一定比40cm大很多

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】S1S2分別表示勁度系數(shù)為k1k2的兩根彈簧,k1>k2.ab表示質(zhì)量分別為mamb的兩個(gè)小物體,ma>mb,將彈簧與物塊按右圖所示方式懸掛起來(lái),現(xiàn)要求兩根彈簧的總長(zhǎng)度最大,則應(yīng)使( )

A. S1在上,a在上 B. S1在上,b在上

C. S2在上,a在上 D. S2在上,b在上

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案