1、简答题 如图,小球A和B紧靠一起静止于光滑平台上,mA:mB=3:5,两小球在内力作用下突然分离,A分离后向左运动恰好通过半径R=0.5m的光滑半圆轨道的最高点,B球分离后从平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,
g=10m/s2,则
(1)AB两球刚分离时A的速度大小
(2)斜面距离平台的水平距离s
(3)B球沿斜面下滑的加速度.
参考答案:(1)小球A恰好滑到圆轨道最高点,则在最高点有
mAvA=mAv2αR…①
物体沿光滑半圆上滑到最高点过程机械能守恒
mAg2R+12mAv2αR=12mAv2αR…②
由①、②得:vα=5m/s…③
即AB两球刚分离时A的速度大小5m/s.
(2)AB分离时,由动量守恒定律得:
mAvA=mBvB?
解得
vB=3m/s…④
B分离后做平抛运动,有平抛运动的规律得
h=12gt2
解得
t=0.4s…⑤
s=vBt…⑥
由④、⑤、⑥得:
s=1.2m?
即斜面距离平台的水平距离s为1.2m.
(3)小球刚好斜面下滑,说明小球到斜面的速度与斜面平行:
vy=gt…⑦
v=
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法.提供实验器材:弹射器(含弹丸,如图);铁架台(带有夹具);刻度尺.
(1)在安装弹射器时应注意:______
(2)实验中需要测量的量______.
(3)由于弹射器每次射出的弹丸初速不可能完全相等,在实验中应采取的方法是______
(4)计算初速度的公式;______
(5)在本实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm,若小球在平抛运动途中的各个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度为v0=______m/s;?b点的速度为vb=______m/s.(g=9.8m/s2)
参考答案:本题小球被抛出后应做平抛运动才能测定小球的初速度,故小球飞出时的速度应为水平,即弹射器末端应保持水平;为了计算出末速度,需要小球下落的高度及水平的位移;注意在测量水平分位移时,应取多次弹射的中心,则:
(1)在安装弹射器时应注意:弹射器必须保持水平,以保证弹丸初速度沿水平方向;
(2)弹丸抛出点的高度为h,水平射程为x,弹丸做平抛运动x=v0t;y=12gt2;
联立解得其计算公式为:v0=
本题解析:
本题难度:简单
3、简答题 在h高度处,以初速度v向水平方向抛出一个小球,不计空气阻力,求小球着地时的速度大小(要求用动能定理求解)
参考答案:根据动能定理得:mgh=12mv′2-12mv2,
解得:v′=
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 从倾角为θ的斜面上,水平抛出一个小球,小球的初动能为EK0,如图所示,求小球落到斜面上时的动能EK.
参考答案:由动能定理得:EK-EK0=mgh?
?小球抛出后做平抛运动,则
? ?x=v0t?
? h=12gt2
? ?tanθ=hx?
? 联立以上各式,得:
? EK=EK0(1+4tan2θ)?
答:小球落到斜面上时的动能为EK0(1+4tan2θ).
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3秒后又恰好垂直与倾角为450的斜面相碰到.已知圆轨道半径为R=1m,小球的质量为m=1kg,g取10m/s2.求
(1)小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离
(2)小球经过圆弧轨道的B点时,所受轨道作用力NB的大小和方向?
参考答案:(1)根据平抛运动的规律和运动合成的有关规则,小球在C点竖直方向的分速度和水平分速度相等vx=vy=gt=3m/s,则B点与C点的水平距离为:
x=vxt=0.9m
(2)根据牛顿运动定律,在B点(设轨道对球的作用力方向向下)
NB+mg=mv2BR,
解得:NB=-1N?负号表示轨道对球的作用力方向向上
答:小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9m;小球经过圆弧轨道的B点时,所受轨道作用力NB的大小1N,方向竖直向上.
本题解析:
本题难度:一般
Diligence redeems stupidity. 勤能补拙.