分析 (1)小球A連著的是輕桿,根據(jù)牛頓第二定律求出通過最高點的臨界速度,由機械能守恒定律求解小球初速度的最小值.
(2)滑塊B不固定時,A、B組成的系統(tǒng)水平方向所受的合力為零,根據(jù)水平方向動量守恒和機械能守恒定律求解.
(3)根據(jù)水平方向動量守恒,用位移與時間之比表示平均速度,根據(jù)平均動量守恒求解.
解答 解:(1)小球A連著的是輕桿,所以能通過最高點的條件為:v1≥0
由機械能守恒定律得
$\frac{1}{2}$mv02=mgL+$\frac{1}{2}$mv12
所以 v0≥$\sqrt{2gL}$,即小球初速度得最小值是$\sqrt{2gL}$
(2)滑塊B不固定時,A、B組成的系統(tǒng)水平方向所受的合力為零,所以水平方向動量守恒.設(shè)A運動到最高點時A、B的速度分別為vA、vB,
取向右為正方向,由動量守恒和機械能守恒定律得
mvA-MvB=0
$\frac{1}{2}$mv02=mgL+$\frac{1}{2}$mvA2+$\frac{1}{2}$MvB2
又 M=2m
解方程組得 vB=$\sqrt{\frac{{v}_{0}^{2}-2gL}{6}}$
(3)當(dāng)A球運動至最高點時,設(shè)滑塊B向左運動了距離x.則A相對于地向右運動了距離L-x.
根據(jù)水平方向平均動量守恒定律得:
mvA-MvB=0
即得 m$\frac{L-x}{t}$-M$\frac{x}{t}$=0
解得 x=$\frac{mL}{M+m}$
答:
(1)小球初速度的最小值是$\sqrt{2gL}$.
(2)當(dāng)輕桿繞O點轉(zhuǎn)過90°A球運動至最高點時,B球的速度是$\sqrt{\frac{{v}_{0}^{2}-2gL}{6}}$.
(3)當(dāng)A球運動至最高點時,滑塊B向左運動了$\frac{mL}{M+m}$.
點評 本題綜合考查了動量守恒定律、機械能守恒定律,要清楚物體的運動過程,明確桿系小球到達(dá)最高點的臨界速度為零.第3小題.利用平均動量守恒求B的位移是常用的思路.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | a一m圖象 | B. | a一m2圖象 | C. | a一$\frac{1}{m}$圖象 | D. | a一$\frac{1}{m^2}$圖象 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 402.5K | B. | 420K | C. | 455 K | D. | 470K |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 該過程中汽缸內(nèi)氣體的壓強始終為p0 | |
B. | 該過程中氣體不斷從外界吸收熱量 | |
C. | 氣體在該過程中吸收的熱量大于它對外界做的功 | |
D. | A和B兩個狀態(tài),單位面積汽缸內(nèi)壁在單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 不同物體,若溫度相等,則內(nèi)能一定相等 | |
B. | 不同物體,若溫度相等,則分子的平均動能一定相等 | |
C. | 物體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加 | |
D. | 一定質(zhì)量的某種物質(zhì),即使溫度不變,內(nèi)能也可能發(fā)生變化 |
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