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如图所示,半径为R的光滑圆柱体被固定在水平平台上,圆柱体中心离台边水平距离为0....

如图所示,半径为R的光滑圆柱体被固定在水平平台上,圆柱体中心离台边水平距离为0.5R,质量为m1的小球用轻绳跨过圆柱与小球m2相连,开始时将m1控制住放在平台上,两边轻绳竖直.现在释放m1,让m1和m2分别由静止开始运动,当m1上升到圆柱体的最高点时,绳子突然断了,m1恰能做平抛运动,重力加速度为g,求:
(1)m1平抛时的速度v多大?
(2)m2应为m1的多少倍?
(3)m1做平抛运动的过程中,恰能经过与台面等高的B点,求B点离台边的距离SAB多大?

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(1)m1恰能做平抛运动,此时速度方向沿水平方向,重力刚好提供向心力,根据向心力公式求出速度; (2)由机械能守恒定律即可求解; (3)m1做平抛运动,根据平抛运动的基本公式即可求解. 解(1)由牛顿第二定律:若m1恰能平抛,则m1g=                    得v=                                                                   (2)根据几何关系可知:当m1上升2R到圆柱体最高点时,m2下降R+R         由机械能守恒:m2gR(1+)-m1g2R=(m1+m2)v2                             得:=                                                             (3)平抛运动时间:t===2                                        平抛水平距离x=vt=2R    离台边:SAB=x-0.5R=1.5R    答:(1)m1平抛时的速度v为; (2)m2应为m1的多少倍; (3)B点离台边的距离SAB为1.5R.
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考点分析:
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(2)月球表面没有空气,因此做能量守恒实验具有更好的条件.假设月球表面重力加速度为上述计算值.小球的质量为m,则小球从O点由静止开始下落到E处增加的动能的表达式为______(距离用OA、AB、BC…等字母表示,频闪时间间隔为T),从O点开始下落到E点的过程中减少的势能表达式为______(月球表面重力加速度用g表示),由照片上的数据可以计算并判断出小球下落过程中机械能______(填“守恒”或“不守恒”).

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表:外力F=0.1N
次数n12345
质量M(g)100140180200240
加速度a(m/s21.000.670.530.480.4
质量的倒数1/M(kg-1107.145.564.17
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②由图象可得到的结论是______
(2)乙同学在探究加速度与外力关系的实验中得到的a-F图象如下图,则该图象中图线不过原点的原因是:______,小车的质量为______kg(保留两位有效数字).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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