【題目】如圖為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖,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,管口沿水平方向,AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧.投餌時,每次總將彈簧長度壓縮到05R后鎖定,在彈簧上端放置一粒魚餌,解除鎖定,彈簧可將魚餌彈射出去.設(shè)質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時,對管壁的作用力恰好為零.不計魚餌在運動過程中的機械能損失,且鎖定和解除鎖定時,均不改變彈簧的彈性勢能.已知重力加速度為g.求:

1)質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時的速度大小v1

2)彈簧壓縮到05R時的彈性勢能Ep;

3)已知地面與水面相距15R,若使該投餌管繞AB管的中軸線OO′90°角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動,每次彈射時只放置一粒魚餌,魚餌的質(zhì)量在m之間變化,且均能落到水面.持續(xù)投放足夠長時間后,魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少?

【答案】123

【解析】試題分析:(1)質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時做圓周運動的向心力,完全由重力提供,則

可以解得:

2)從彈簧釋放到最高點C的過程中,彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為魚餌的機械能,由系統(tǒng)的機械能守恒定律有:

即:

得:

故彈簧彈性勢能為Ep=3mgR

3)不考慮因緩慢轉(zhuǎn)動裝置對魚餌速度大小的影響,質(zhì)量為m的魚餌離開管口C后做平拋運動,設(shè)經(jīng)過t時間落到水面上,得:

OO'的水平距離為x1,魚餌的質(zhì)量為m時:

魚餌的質(zhì)量為時,由動能定理:

整理得:

同理:

魚餌能夠落到水面的最大面積s是:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端系一小物塊,物塊與水平面的最大靜摩擦力和滑動摩擦力都為f,彈簧無形變時,物塊位于O.每次都把物塊拉到右側(cè)不同位置由靜止釋放,釋放時彈力F大于f,物體沿水平面滑動一段路程直到停止.下列說法中正確的是(  )

A. 釋放時彈性勢能等于全過程克服摩擦力做的功

B. 每次釋放后物塊速度達到最大的位置保持不變

C. 物塊能返回到O點右側(cè)的臨界條件為F>3f

D. 物塊能返回到O點右側(cè)的臨界條件為F>4f

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在下列敘述中,正確的是( )

A. 光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性

B. 重核裂變和輕核聚變都會產(chǎn)生質(zhì)量虧損

C. 瑪麗居里最早發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象

D. 若黃光照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng),用紫光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)

E. 根據(jù)波爾理論,氫原子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時,原子向外釋放光子,原子電勢能和核外電子的動能均減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,abc 是光滑的固定軌道,其中 ab 是水平的,bc 為與 ab 相切的位于豎直平面內(nèi)的半圓,半徑 R=0.4m.質(zhì)量 m=0.20 kg 的小球 A 靜止在軌 道上,另一個與 A 球質(zhì)量相等的小球 B v0=5 m/s 的速度與小球 A 發(fā)生彈性碰 撞,已知相碰后小球 A 能夠經(jīng)過半圓的最高點 c,然后落到水平軌道上,重力加 速度 g 10 m/s2,求:

1碰撞結(jié)束時,小球 A B 的速度.

2小球在 b 點對軌道的壓力

3小球 A 落地點距 b 點的水平距離

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)點沿一邊長為2m的正方形軌道運動,每秒鐘勻速移動1m,初始位置在bc邊的中點A,由b向c運動,如圖所示,A、B、C、D分別是bc、cd、da、ab邊的中點,則下列說法正確的是( )

A. 第2s末的瞬時速度是m/s B. 前2S內(nèi)的平均速度為m/s

C. 前4S內(nèi)的平均速率為0.5 m/s D. 前2S內(nèi)的平均速度為2 m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】“蹦極”是一項刺激的極限運動,質(zhì)量為m的運動員將一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)處,從幾十米高處跳下.在某次蹦極中,彈性繩彈力F的大小隨時間t的變化圖象如圖所示,將蹦極過程近似為在豎直方向的運動,彈性繩處于彈性限度內(nèi),空氣阻力不計.下列說法正確的是( )

A. t1~t2時間內(nèi)運動員處于失重狀態(tài)

B. t2~t4時間內(nèi)運動員的機械能先減少后增大

C. t3時刻運動員的加速度為零

D. t4時刻運動員具有向上的最大速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,不計質(zhì)量的光滑小滑輪用細(xì)繩懸掛于墻上O點,跨過滑輪的細(xì)繩連接物塊A和B,A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將物塊B移至C點后,A和B仍保持靜止,下列說法中正確的是( )

A. B與水平面間的摩擦力減小

B. 地面對B的彈力增大

C. 懸于墻上的繩所受拉力不變

D. A和B靜止時,圖中α、β、θ三角始終相等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】使物體成為衛(wèi)星的最小發(fā)射速度稱為第一宇宙速度v1,而使物體脫離星球引力所需要的最小發(fā)射速度稱為第二宇宙速度v2,v2與v1的關(guān)系是v2v1,已知某星球半徑是地球半徑R的,其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的,地球的平均密度為ρ,不計其他星球的影響,

A.該星球上的第一宇宙速度為

B.該星球上的第二宇宙速度為

C.該星球的平均密度為

D.該星球的質(zhì)量為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一根輕繩長1.6m,一端系在固定支架上,另一端懸掛一個質(zhì)量為1kg的砂箱。砂箱處于靜止。質(zhì)量為10g的子彈以水平速度V050m/s打入砂箱,其后以V10m/s速度從砂箱穿出。g10m/s2。求:

(1)砂箱和子彈作為一個系統(tǒng)共同損失的機械能;

(2)砂箱獲得速度后,上升的最大高度。

(3)砂箱從最高點返回到最低點處時,繩對砂箱的拉力大小。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案