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钓鱼时甩杆后鱼饵飞出的过程可想象成这样的情景,开始时鱼线水平向左伸展并以初始速率...

钓鱼时甩杆后鱼饵飞出的过程可想象成这样的情景,开始时鱼线水平向左伸展并以初始速率v向右运动(如图a所示),当鱼线端的鱼饵水平向前运动时,鱼线会弯折成水平的上下两段(如图b所示),上段鱼线随鱼饵仍向前运动,而下段鱼线则静止,下段鱼线的长度增加时上段鱼线的长度减小(如图c所示),直到鱼线水平向右完全伸开(如图d所示).若不考虑空气阻力等其它因素,则在上述过程中图a中鱼线的动能将逐渐集中于鱼饵和长度不断减小的上段鱼线,已知初始速率v=6.0m/s,鱼线长L=20m,鱼饵的质量m=0.8g,假定鱼线的质量分布均匀,其线密度(单位长度的质量)ρ=1.3g/m.关于上述鱼饵飞出的过程,
(1)求出鱼饵能达到的最大速率.
(2)采用已给出的x轴(原点在图a中的鱼饵处),写出鱼饵的速率随x变化的函数式,并说明x的取值范围.
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(1)当鱼饵达到的最大速率时,绳子处于静止状态,初始位置时绳子和鱼饵的动能全部转化为末位置鱼饵的动能,根据能量守恒列式即可求解. (2)在运动过程中总动能是守恒的,任一个位置的动能都等于初始位置的总动能,根据能量守恒列式即可求解. 【解析】 (1)当鱼饵达到的最大速率时,绳子处于静止状态,根据能量守恒列式得: , 带入数据得: 解得:vM≈34.7m/s (2)在运动过程中总动能是守恒的,则有: 带入数据得: 解得:,0≤x≤40m 答:(1)鱼饵能达到的最大速率为34.7m/s. (2)鱼饵的速率随x变化的函数式为,,0≤x≤40m.
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考点分析:
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实验次数12345
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I(A)1.000.500.340.250.20
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(2)该同学为了有作图法来确定电池的电动势和内阻,若将R作为直角坐标系的纵坐标,则应取______作为横坐标.
(3)利用实验数据在图2的直角坐标系上画出正确的图象.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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