【題目】如圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)游戲裝置,用彈簧制作的彈射系統(tǒng)將小球從管口P彈出,右側(cè)水平距離為L,豎直高度為H=0.5m處固定一半圓形管道,管道所在平面豎直,半徑R=0.75m,內(nèi)壁光滑。通過調(diào)節(jié)立柱Q可以改變彈射裝置的位置及傾角,若彈出的小球從最低點(diǎn)M沿切線方向進(jìn)入管道,從最高點(diǎn)N離開后能落回管口P,則游戲成功。小球質(zhì)量為0.2kg,半徑略小于管道內(nèi)徑,可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,g10m/s2。該同學(xué)某次游戲取得成功,試求:

(1)水平距離L;

(2)小球在N處對(duì)管道的作用力;

(3)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能。

【答案】(1) (2) ,方向豎直向上 (3)

【解析】

(1) PM做斜上拋運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)速度水平能沿切線進(jìn)入管道,運(yùn)動(dòng)逆向思維看成平拋運(yùn)動(dòng)計(jì)算;MN為變速圓周運(yùn)動(dòng)中的桿球模型,用動(dòng)能定理分析,NP為平拋,運(yùn)用分運(yùn)動(dòng)列式;(2)桿—球模型的最高點(diǎn),受力分析結(jié)合牛頓第二定律和牛頓第三定律求壓力;(3)彈力為變力,其做功引起的彈性勢能變化由能量守恒定律解決是優(yōu)先考慮的方法.

(1)設(shè)小球進(jìn)入M點(diǎn)時(shí)速度為,運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)速度為,

PM,

NP,

MN過程,由功能關(guān)系得:

解得:

(2)(1)可得,

解得:

由牛頓第三定律可知,小球在N處對(duì)管道的作用力,方向豎直向上

(3)PN全過程,由能量守恒定律:

解得:

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】一個(gè)水平放置的氣缸,由兩個(gè)橫截面積不同的圓筒連接而成。活塞A、B用一長為4 L的剛性細(xì)桿連接,L= 0.5 m,它們可以在筒內(nèi)無摩擦地左右滑動(dòng)。AB的橫截面積分別為SA=40 cm2,SB=20 cm2,AB之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,兩活塞外側(cè)(A的左方和B的右方)是壓強(qiáng)為P0=1.0×105 Pa的大氣。當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為T1=700 K時(shí),兩活塞靜止于如圖所示的位置。

現(xiàn)使氣缸內(nèi)氣體的溫度緩慢下降,當(dāng)溫度降為多少時(shí)活塞A恰好移到兩圓筒連接處?(氣缸足夠長)

若在此變化過程中氣體共向外放熱540 J,求氣體的內(nèi)能變化了多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,甲圖中A、B兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為2m,且小于一個(gè)波長,乙圖為A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象.由此可知__________

A. B質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為8 cm

B. 該機(jī)械波的周期為4s

C. 該機(jī)械波的波速為4 m/s

D. t= 1.5 s時(shí)AB兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同

E. t=1.5 s時(shí)A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】伽利略在研究自出落體運(yùn)動(dòng)時(shí),猜想自由落體的速度是均勻變化的,他考慮了速度的兩種變化:一種是速度隨時(shí)間均勻變化,另一種是速度隨位移均勻變化,F(xiàn)在我們已經(jīng)知道.自由落體運(yùn)動(dòng)是速度隨時(shí)間均勻變化的運(yùn)動(dòng)。有一種“傻瓜”照相機(jī)的曝光時(shí)間極短,且固定不變。為估測“傻瓜”照相機(jī)的曝光時(shí)間,實(shí)驗(yàn)者從某磚墻前的高處使一個(gè)石子自由落下,拍攝石子在空中的照片如圖所示。由于石子的運(yùn)動(dòng),它在照片上留下了一條模糊的徑跡。已知石子在A點(diǎn)正上方1.8m的高度自由下落.每塊磚的平均厚度為6.0cm.(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2)

a.計(jì)算石子到達(dá)A點(diǎn)的速度大小

b.估算這架照相機(jī)的曝光時(shí)間(結(jié)果保留一位有效數(shù)字〕。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)要做描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材:

A.待測小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.5A

B.電流表(量程3A,內(nèi)阻約為0.1Ω

C.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約為0.5Ω

D.電壓表(量程3.0V,內(nèi)阻約為10kΩ

E.電壓表(量程15.0V,內(nèi)阻約為50kΩ

F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為100Ω,額定電流50mA

G.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為10Ω,額定電流1.0A

H.電源(電動(dòng)勢為3.0V,內(nèi)阻不計(jì))、電鍵及導(dǎo)線等。

1)為了順利完成實(shí)驗(yàn)并能減小實(shí)驗(yàn)誤差,電流表應(yīng)選用_____、電壓表選用_____、滑動(dòng)變阻器選用_____(均填寫實(shí)驗(yàn)器材前的字母)

2)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選用了合適的器材,并完成部分電路的連接,如圖甲所示,請你幫他完成其余部分的線路連接_________(用黑色水筆畫線表示對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線)。

3)閉合電鍵后將滑動(dòng)變阻器滑片從一端移向另一端,測出多組電壓表和電流表的數(shù)值,作出小燈泡的IU圖線如圖乙所示,當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1.6V時(shí),小燈泡的功率P=_____W(保留2位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示電路中,L1L2、L3是三只小燈泡,電源電動(dòng)勢為E。三只燈泡原來都能發(fā)光,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí),對(duì)于各燈亮度變化情況,下列判斷正確的是

A. L1變暗 B. L2變暗

C. L3變暗 D. L3亮度不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用多用電表測量一小段2B鉛筆芯的電阻R。

1)該同學(xué)先用螺絲刀調(diào)節(jié)調(diào)零螺絲,使指針指在左端“0”位置,把紅、黑表筆分別插入多用電表“+”“-”插孔,接下來的正確操作順序是____________(填字母);

A.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”檔。

B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指到電阻檔的“0”刻度。

C.把紅、黑表筆分別接在鉛筆芯的兩端,然后讀數(shù)。

D.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的檔位,將紅、黑表筆短接。

2)該同學(xué)所選倍率為x10檔,正確操作后,多用電表的指針位置如圖所示,則電阻R=____Ω

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,是分子間相互作用力與分子間距離的關(guān)系,其中兩虛線分別表示分子間斥力和引力與分子間距離的關(guān)系,實(shí)線表示分子作用力(斥力和引力的合力)與分子間距離的關(guān)系,由圖可知下列說法中正確的是_________(填正確答案標(biāo)號(hào))

A. 分子間距離為r0時(shí),分子間沒有相互作用

B. 分子間距離增大,分子間斥力減小引力增大

C. 分子間距離大于r0時(shí),分子間的引力總是大于斥力

D. 分子間距離增大,分子間作用力可能先減小后增大再減小

E. 分子間距離大于r0時(shí),增大分子間距離,分子間作用力總是做負(fù)功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是

A. 絕對(duì)濕度大,相對(duì)濕度一定大

B. 荷葉上的小水滴呈球形,這是表面張力使液面收縮的結(jié)果

C. 單晶體和多晶體都具有各向異性的物理性質(zhì)

D. 一定質(zhì)量理想氣體等溫膨脹,一定從外界吸熱

E. 對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,壓強(qiáng)增大,體積增大,分子的平均動(dòng)能一定增大

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