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一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量m=0.10kg的小球,...

一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量m=0.10kg的小球,悬点O距离水平地面的高度H=1.00m.开始时小球处于A点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示.让小球从静止释放,当小球运动到B点时,轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂.不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度g=10m/s2
(1)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点,求C点与B点之间的水平距离.
(2)若轻绳所能承受的最大拉力Fm=9.0N,求钉子P与O点的距离d应满足什么条件?

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(1)小球从A到B过程,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求解出平抛运动的初速度,然后根据平抛运动的分位移公式列式求解; (2)假设绳子恰好断开,根据牛顿第二定律求解出P点与B点的间距即可. 【解析】 (1)设小球运动到B点时的速度大小vB,由机械能守恒定律得 解得小球运动到B点时的速度大小=4.0 m/s             小球从B点做平抛运动,由运动学规律得 x=vBt 解得C点与B点之间的水平距离=0.80m (2)若轻绳碰到钉子时,轻绳拉力恰好达到最大值Fm,由牛顿定律得 其中r=l-d 由以上各式解得 d=0.60m 因此钉子P与O点的距离d应满足条件d>0.60m. 答:(1)C点与B点之间的水平距离为0.80m; (2)钉子P与O点的距离d应满足条件为d>0.60m.
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考点分析:
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(1)以下关于该试验的说法中有一项不正确,它是   
A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、….所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行是实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、….
B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜.
C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小.
D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算.
(2)当我们分别用相同的橡皮筋1条、2条、3条、…并起来进行第1次、第2次、第3次、…实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致,我们把第1次实验时,橡皮筋对小车做的功为W.
(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出,如图2所示的是其中四次实验打出的部分纸带:
(4)试根据第(2)、(3)项中的信息,完成并填写下表:
次数1234
橡皮筋对小车做的功W2W3W4W
小车速度v(m∕s)1.01.4152.0
小车速度v2(m2∕s21.02.04.0
从表中数据可得出结论:    查看答案
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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