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(10分)如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。质量也为...

(10分)如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起。已知BC轨道距地面有一定的高度,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。试问:

①a与b球碰前瞬间的速度多大?

②a、b两球碰后,细绳是否会断裂?(要求通过计算回答)

 

①②细绳会断裂 【解析】①(4分)设a球经C点时速度为,则由机械能守恒得  (2分) 解得:,即a与b球碰前的速度为   (2分) ②(6分)设b球碰后的速度为,由动量守恒得          (2分) 故       (1分) 小球被细绳悬挂绕O摆动时,若细绳拉力为T,则            (2分) 解得              (1分) ,细绳会断裂 本题考查动量与机械能的结合问题,小球从a点运动到C点只有重力做功,根据 机械能守恒或动能定理可求得C点速度大小,两球碰撞前后动量守恒,碰撞后两者速度相同,由动量守恒可求得碰后速度大小,之后小球做单摆运动,在最低点沿着半径方向的合外力提供向心力,由此判断绳子拉力大小,绳子会断裂
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考点分析:
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以下两小题中任选一题做。

 

 
(1)(10分)如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t =0时刻的波形图,波的传播速度v = 2m/s,试求:

①x = 4 m处质点的振动函数表达式

② x = 5 m处质点在0~4.5s内通过的路程S.

 

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(14分)如右图所示,一辆上表面光滑的平板小车长L=2 m,车上左侧有一挡板,紧靠挡板处有一可看成质点的小球.开始时,小车与小球一起在水平面上向右做匀速运动,速度大小为v0=5 m/s.某时刻小车开始刹车,加速度大小a=4 m/s2.经过一段时间,小球从小车右端滑出并落到地面上.求:

(1)从刹车开始到小球离开小车所用的时间;

(2)小球离开小车后,又运动了t1=0.5 s落地.小球落地时落点离小车右端多远?

 

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(10分)如图所示,AO是具有一定质量的均匀细杆,可绕O轴在竖直平面内自由转动.细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触,圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡.已知杆与水平面的夹角,球的重力大小为G,竖直挡板对球的压力大小为,各处摩擦都不计,试回答下列问题:

(1)作出圆柱体的受力分析图;

(2)通过计算求出均匀细杆AO对圆柱体的作用力大小和水平地面对圆柱体的作用力大小.

 

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(9分)某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置.所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中.(弹簧始终未超过弹性限度,取g=10m/s2)

(1)试根据这些实验数据在下图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧

总长L之间的函数关系图线,说明图线跟横坐标轴交点的物理意义。

(2)所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度系数k是多大?

 

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(9分)一小球沿光滑斜面向下运动,用每隔0.1s曝光一次的频闪照相机拍摄下不同时刻小球的位置照片如图所示,选小球的五个连续位置A、B、C、D、E进行测量,测得距离s1、s2、s3、s4的数据如表格所示。

文本框: s1(cm)	s2(cm)	s3(cm)	s4(cm)
8.20	9.30	10.40	11.50

⑴小球沿斜面下滑的加速度大小为__________m/s2.

⑵根据以上数据求出小球在位置A和位置E的速度分别为______m/s_______m/s.

⑶能否根据以上数据求出斜面的倾角?简要说明理由。(重力加速度g为已知)

 

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