【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為M長(zhǎng)為L(zhǎng)的圓管豎直放置,頂端塞有一個(gè)質(zhì)量為m的彈性小球,M=4 m,球和管間的滑動(dòng)摩擦力和最大靜摩擦力大小均為4 mg。管從下端離地面距離為H處自由落下,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,管始終保持豎直,每次落地后向上彈起的速度與落地時(shí)速度大小相等,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。求:

(1)管第一次落地彈起時(shí)管和球的加速度;

(2)管第一次落地彈起后,若球沒(méi)有從管中滑出,則球與管達(dá)到相同速度時(shí),管的下端距地面的高度;

(3)管第二次彈起后球不致滑落,L應(yīng)滿足什么條件。

【答案】(1)2g向下 3g向上 (2) H (3)LH

【解析】1)管第一次落地彈起時(shí),管的加速度a12g,方向向下
球的加速度a23g,方向向上
2)取豎直向下為正方向.球與管第一次碰地時(shí)速度v0 ,方向向下.
碰地后管的速度v1,方向向上;球的速度v2,方向向下
若球剛好沒(méi)有從管中滑出,設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1,球管速度v相同,則有

-v1+a1t1=v2-a2t1t1
又管從碰地到它彈到最高點(diǎn)所需時(shí)間t2,則:
因?yàn)?/span>t1t2,說(shuō)明管在達(dá)到最高點(diǎn)前,球與管相對(duì)靜止,故管從彈起經(jīng)t1這段時(shí)間上升的高度為所求.得

3)球與管達(dá)到相對(duì)靜止后,將以速度v、加速度g豎直上升到最高點(diǎn),由于vv2a2t1,
故這個(gè)高度是

因此,管第一次落地彈起后上升的最大高度Hmh1+h2H
這一過(guò)程球運(yùn)動(dòng)的位移sv0t1a2t12H
則球與管發(fā)生相對(duì)位移s1h1+sH
當(dāng)管與球從Hm再次下落,第二次落地彈起中,發(fā)生的相對(duì)位移由第一次可類推知:

s2Hm
所以管第二次彈起后,球不會(huì)滑出管外的條件是s1+s2L
L應(yīng)滿足條件LH

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】高鐵列車上有很多制動(dòng)裝置,在每節(jié)車廂上裝有制動(dòng)風(fēng)翼,當(dāng)風(fēng)翼完全打開時(shí),可使列車產(chǎn)生的制動(dòng)加速度.但這往往無(wú)法滿足實(shí)際要求,所以列車上還同時(shí)安裝有電磁制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、摩擦制動(dòng)系統(tǒng)等.若風(fēng)翼完全打開同時(shí)又啟動(dòng)電磁制動(dòng)系統(tǒng),可使列車產(chǎn)生的制動(dòng)加速度;若所有制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)作用,可使列車產(chǎn)生最大為的制動(dòng)加速度.在一段直線軌道上,列車正以v0324 km/h的速度勻速行駛時(shí),列車長(zhǎng)接到通知,前方有另一列車出現(xiàn)故障,需要列車減速停車.避免追尾,列車長(zhǎng)先將制動(dòng)風(fēng)翼完全打開讓高速行駛的列車減速,當(dāng)車速減小為原來(lái)的時(shí),再啟動(dòng)電磁制動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)鳳翼一起制動(dòng).

1)若不再開啟其他制動(dòng)系統(tǒng),從開始制動(dòng)到停車,高鐵列車行駛的距離是多少?

2)若制動(dòng)風(fēng)翼完全打開瞬間,距離前車只有2 km,那么該列車最遲在距離前車多遠(yuǎn)處打開剩余的制動(dòng)裝置,才能避免追尾?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如右圖所示,兩個(gè)帶電金屬小球中心距離為r,所帶電荷量相等為Q,則關(guān)于它們之間電荷的相互作用力大小F的說(shuō)法正確的是(  )

A.若是同種電荷,B.若是異種電荷,

C.若是同種電荷,D.不論是何種電荷,

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是(

A. 原子核結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定

B. 光的波長(zhǎng)越短,其波動(dòng)性越明顯;波長(zhǎng)越長(zhǎng),其粒子性越顯著

C. 氡的半衰期為3.8天,若有四個(gè)氡原子核,經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下一個(gè)

D. 核力是一種強(qiáng)相互作用力,在其作用范圍內(nèi),可能是引力也可能是斥力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】帆船即利用風(fēng)力前進(jìn)的船.帆船起源于荷蘭,古代的荷蘭,地勢(shì)很低,所以開鑿了很多運(yùn)河,人們普迪使用小帆船運(yùn)輸或捕魚,到了 13世紀(jì),威尼斯開始定期舉行帆船運(yùn)動(dòng)比賽,當(dāng)時(shí)比賽船只沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)格和 級(jí)別.1900年第2屆奧運(yùn)會(huì)將帆.船運(yùn)動(dòng)開始列為比賽項(xiàng)目;在某次帆船運(yùn)動(dòng)比賽中,質(zhì)量為500kg的帆船,在風(fēng)力和水的阻力共同作用下做直線運(yùn) 動(dòng)的v﹣t圖象如圖所示.下列表述正確的是 ( 。

A. 0﹣1s內(nèi),合外力對(duì)帆船做了1000J的功

B. 0﹣2s內(nèi),合外力對(duì)帆船做了250J的負(fù)功

C. 1﹣2s內(nèi),合外力對(duì)帆船不做功

D. 0﹣3s內(nèi),合外力始終對(duì)帆船做正功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】有一條沿順時(shí)針?lè)较騽蛩賯魉偷膫魉蛶В愣ㄋ俣?/span>v4 m/s,傳送帶與水平面的夾角θ37°,現(xiàn)將質(zhì)量m=1kg的小物塊輕放在其底端(小物塊可視作質(zhì)點(diǎn)),與此同時(shí),給小物塊沿傳送帶方向向上的恒力F8N,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,小物塊上到了離地面高為24 m的平臺(tái)上。已知物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ05,(g10 m/s2, sin37°06,cos37°08).問(wèn):

1)物塊從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)上所用的時(shí)間?

2)若在物塊與傳送帶達(dá)到相同速度時(shí),立即撤去恒力F,計(jì)算小物塊還需經(jīng)過(guò)多少時(shí)間離開傳送帶以及離開時(shí)的速度?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在用紙帶記錄物體運(yùn)動(dòng)信息的高一所有物理實(shí)驗(yàn)中,讓電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)與讓紙帶(隨物體)開運(yùn)動(dòng),這兩個(gè)操作順序正確的是()

A. 先打點(diǎn),再釋放紙帶

B. 先釋放紙帶,再打點(diǎn)

C. 釋放紙帶的同時(shí)打點(diǎn)

D. 不同的實(shí)驗(yàn)要求不同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為一均勻薄壁U形管,左管上端封閉,右管上端開口且足夠長(zhǎng),管的橫截面積為S,內(nèi)裝有密度為ρ的液體.右管內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞擱在固定卡口上,卡口與左管上端等高,活塞與管壁間無(wú)摩擦且不漏氣。溫度為T。時(shí),左、右管內(nèi)液面等高,兩管內(nèi)空氣柱(可視為理想氣體)長(zhǎng)度均為L,壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)P0,重力加速度為g,現(xiàn)使左、右兩管溫度同時(shí)緩慢升高,在活塞離開卡口上升前,左右兩管液面保持不動(dòng).求:

i)溫度升高到T1為多少時(shí),右管活塞開始離開卡口上升;

ii)溫度升高到T2為多少時(shí),兩管液面高度差為L.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】單色細(xì)光束射到折射率n的透明球表面,光束在過(guò)球心的平面內(nèi),入射角i=45°,經(jīng)折射進(jìn)入球內(nèi)后又經(jīng)內(nèi)表面反射一次,再經(jīng)球表面折射后射出的光線,如圖13-7-18所示(圖上已畫出入射光線和出射光線).

圖13-7-18

(1)在圖上大致畫出光線在球內(nèi)的路徑和方向;

(2)求入射光線與出射光線之間的夾角α;

(3)如果入射的是一束白光,透明球的色散情況與玻璃相仿,問(wèn)哪種顏色光的α角最大,哪種顏色光的α角最。

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