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如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定位置.将一质量为m的小球...

如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定位置.将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=3m的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变(重力加速度为g).
求:(1)小物块下落过程中的加速度大小;
(2)小球从管口抛出时的速度大小;
(3)小球在做平抛过程中的水平位移.

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(1)分别对m和M运用牛顿第二定律,抓住两者的加速度大小相等,求出小物块的加速度大小.也可以对整体运用牛顿第二定律. (2)根据速度位移公式求出物块落地时小球的速度,再根据牛顿第二定律求出木块落地后小球的加速度,运用速度位移公式求出小球离开管口的速度. (3)根据高度求出平抛运动的时间,再根据初速度和时间求出平抛运动的水平位移. 【解析】 (1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律: Mg-T=Ma                           T-mgsin30°=ma                       且M=3m 解得a=g        答:小物块下落过程中的加速度大小为.                   (2)设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v,M落地后m的加速度为a.根据牛顿第二定律有: -mgsin30°=ma  解得 又由匀变速直线运动, v2=2aLsin30°, v2-v2=2aL(1-sin30°)               解得v= 答:小球从管口抛出时的速度大小为. (3)小球做平抛运动有: x=vt                          Lsin30°=gt2    解得水平位移x=L 答:小球在做平抛过程中的水平位移为=L.
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考点分析:
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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图1所示:
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(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm,将导轨调至水平;
②用游标卡尺测量挡光条的宽度l,结果如图2所示,由此读出l=______mm;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=______m;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;
⑤从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=______和v2=______
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=______和E k2=______
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△EP=______(重力加速度为g).
(3)如果△EP=______,则可认为验证了机械能守恒定律.
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某同学“用单摆测定重力加速度”实验探究该问题.
(1)用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为990.8mm,用10分度的游标卡尺测得摆球的直径如图1所示,摆球的直径为    mm.
(2)把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测出单摆做50次全振动所用的时间,秒表读数如图2所示,读出所经历的时间,单摆的周期为    s.
(3)测得当地的重力加速度为    m/s2.(保留3位有效数字)
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A.物块损失的动能为manfen5.com 满分网
B.系统损失的动能为manfen5.com 满分网
C.系统产生的内能为manfen5.com 满分网
D.系统产生的内能为NμmgL
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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