(16分)如圖所示，均勻光滑直桿AB長(zhǎng)為L(zhǎng)，可繞光滑固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，O距B點(diǎn)L/3處。在水平桿的另一端A下擺經(jīng)過(guò)的軌跡上安裝光電門，用來(lái)測(cè)量A端的瞬時(shí)速度vA，光電門測(cè)量位置和轉(zhuǎn)軸O的高度差h可以調(diào)節(jié)，有一質(zhì)最為m的小球套在光滑桿上，重力加速度g取10m/s2。

⑴若桿的質(zhì)量忽略不計(jì)，小球固定在桿OA的中點(diǎn)處，由靜止釋放桿，請(qǐng)寫(xiě)出光電門測(cè)量到的速度vA與高度差h的關(guān)系式；
⑵實(shí)際情況下桿的質(zhì)量M不能忽略，拿走小球后重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到了如圖所示的與h關(guān)系圖線．請(qǐng)寫(xiě)出桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能Ek與vA的關(guān)系式；
⑶若桿的質(zhì)量M＝3kg，小球m＝2kg固定在桿OA的中點(diǎn)處，將桿由水平位置靜止釋放，請(qǐng)根據(jù)計(jì)算分析在圖丙中畫(huà)出與h關(guān)系圖線。
⑴vA＝；⑵Ek＝；⑶＝42h，

試題分析：⑴根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，當(dāng)A端下降h高度時(shí)，小球下降的高度為h/2，設(shè)此時(shí)小球的速度大小為v1，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：＝      ①
小球與A端共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此有：vA＝2v1       ②
由①②式聯(lián)立解得：vA＝
⑵當(dāng)考慮桿的質(zhì)量，拿走小球后，桿的重心距轉(zhuǎn)軸O的距離為L(zhǎng)/6，因此桿的重心下降高度H與桿A端下降高度h的關(guān)系為：H＝h/4        ③
在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：Ek＝MgH       ④
由與h關(guān)系圖線可知：＝45h       ⑤
由③④⑤式聯(lián)立解得：Ek＝＝
⑶由⑴⑵中分析可知，對(duì)桿和小球系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：＋＝＋
代入數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)得：＝42h，所畫(huà)與h關(guān)系圖線如下圖所示。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

2011年10月16日，在東京體操世錦賽男子單杠決賽中，鄒凱、張成龍分別以16.441分和16.366分包攬冠亞軍，假設(shè)鄒凱的質(zhì)量為60 kg，他用一只手抓住單杠，伸展身體，以單杠為軸做圓周運(yùn)動(dòng)。此過(guò)程中，鄒凱在最低點(diǎn)時(shí)手臂受的拉力至少約為(忽略空氣阻力，取g="10" m/s2)(   )
A．600 NB．2400 NC．3000 ND．36000N

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端各系一個(gè)小球a和b，跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細(xì)桿C和D上，質(zhì)量為ma的a球置于地面上，質(zhì)量為mb的b球從水平位置靜止釋放.當(dāng)b球擺過(guò)的角度為90°時(shí)，a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱�，下列結(jié)論正確的是(     )
A．ma∶mb=2∶1
B．ma∶mb=3∶1
C．若只將細(xì)桿D水平向左移動(dòng)少許，則當(dāng)b球擺過(guò)的角度為小于90°的某值時(shí)，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱?/td>
D．若只將細(xì)桿D水平向左移動(dòng)少許，則當(dāng)b球擺過(guò)的角度仍為90°時(shí)，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱?/td>

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）在一絕緣支架上，固定著一個(gè)帶正電的小球A，A又通過(guò)一長(zhǎng)為10cm的絕緣細(xì)繩連著另一個(gè)帶負(fù)電的小球B，B的質(zhì)量為0.1kg，電荷量為×10－6C，如圖所示，將小球B緩緩拉離豎直位置，當(dāng)繩與豎直方向的夾角為60°時(shí)，將其由靜止釋放，小球B將在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．已知釋放瞬間繩剛好張緊，但無(wú)張力． g取10m/s2．求

（1）小球A的帶電荷量；
（2）釋放瞬間小球B的加速度大��；
（3）小球B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在一豎直平面內(nèi)有一光滑的絕緣傾斜軌道ab和一光滑的絕緣圓弧軌道bcde平滑相接，一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電小球從距最低點(diǎn)c所在水平面高h(yuǎn)。處由靜止釋放后，剛好能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)e。現(xiàn)在軌道空間內(nèi)加一豎直向上的、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且小球所受的電場(chǎng)力小于小球的重力，下列說(shuō)法中正確的是
A．小球經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)，小球的機(jī)械能最小
B．小球經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，電勢(shì)能最小
C．若要小球仍能通過(guò)e點(diǎn)，必須從斜面上更高的位置靜止釋放
D．若小球仍從斜面上原位置靜止釋放，通過(guò)e點(diǎn)時(shí)會(huì)對(duì)軌道產(chǎn)生壓力

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如圖所示，一滑雪坡由斜面AB和圓弧面BC組成，BC圓弧面和斜面相切于B，與水平面相切于C，豎直臺(tái)階CD底端與傾角為的斜坡DE相連。第一次運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止滑下通過(guò)C點(diǎn)后飛落到DE上，第二次從AB間的某處由靜止滑下通過(guò)C點(diǎn)后也飛落到DE上，不計(jì)空氣阻力和軌道的摩擦力，運(yùn)動(dòng)員兩次空中飛行時(shí)間和，則______；兩次接觸時(shí)速度與水平方向的夾角分別為和,則______。（選填“＞”、“＝”或“＜”）．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，半徑為R的1/4光滑圓弧支架豎直放置，支架底AB離地的距離為2R，圓弧邊緣C處有一光滑的小定滑輪，一根跨過(guò)定滑輪、足夠長(zhǎng)的輕繩，兩端分別系著可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量分別為與的物體，緊靠小定滑輪，且。開(kāi)始時(shí)、均靜止。

（1）為使釋放后能到達(dá)A點(diǎn)，與之間必須滿足什么關(guān)系？
（2）如果，試求釋放后經(jīng)過(guò)圓弧最低點(diǎn)A時(shí)的速度大小。
（3）若質(zhì)量為m的到達(dá)圓弧最低點(diǎn)時(shí)繩突然斷開(kāi)，求落地時(shí)重力的功率。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，用長(zhǎng)為l的繩子一端系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端固定在O點(diǎn)，拉小球至A點(diǎn)，此時(shí)繩偏離豎直方向θ，松手后小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速率為（   ）（空氣阻力不計(jì)）
A．
B．
C．
D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b。a球質(zhì)量為2m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住b球，此時(shí)b球離地高度為h，輕繩剛好拉緊，從靜止開(kāi)始釋放b后，a可能達(dá)到的最大高度為   （   ）
A．hB．0.2hC．2hD．1.2h

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