【題目】乒乓發(fā)球機的簡化模型示意圖如圖所示。發(fā)球機的機頭相當于一個長l=20cm 的空心圓柱(內(nèi)徑比乒乓球的直徑略大),水平固定在球臺邊緣O點上方H=45cm處,可繞C軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,從而改變球的落點。球臺長為L=3m,位于球臺中央的球網(wǎng)高h=25cm,出球口離盛球容器底部的高度H0=50cm,不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)、空氣阻力和發(fā)球機軌道對球的阻力。已知一只乒乓球的質(zhì)量約3g,(取重力加速度g=10m/s2

(1)若發(fā)球機的機頭不轉(zhuǎn)動,且出球點在O點正上方,當發(fā)球機發(fā)出的球能過網(wǎng)且落在球臺上,求發(fā)球機出球的速度大小范圍;

(2)若發(fā)球機機頭以按俯視圖所示方向轉(zhuǎn)動,且出球時乒乓球相對機頭的速度為9m/s。求出球點轉(zhuǎn)到O點正上方時所發(fā)出球的最后落點位置,結(jié)果用xoy坐標系中的坐標值表示;

(3)在題2)問情景下,若發(fā)球機每分鐘發(fā)出30只球,求發(fā)球機因發(fā)球而消耗的平均功率.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】 (1)若球剛過網(wǎng),根據(jù)得:

則發(fā)球機出球的最小速度為:

若球剛好不出界,根據(jù)得:

則發(fā)球機出球的最大速度為:v2=L/t2=3/0.3m/s=10m/s.

發(fā)球機出球的速度大小范圍為:7.5m/s<v<10m/s.

(2)機頭轉(zhuǎn)動的線速度為:vy==0.2×5m/s=1m/s

球出后做平拋運動,在xoy坐標系中,縱坐標為:y=v3t2=1×0.3m=0.3m,

橫坐標為:x=v4t2=9×0.3m=2.7m,

最后落點位置坐標為(2.7m,0.3m)。

(3)球離開發(fā)球機時的速度為:

根據(jù)動能定理:

代入數(shù)據(jù)得:P=0.069W。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列物體處于平衡狀態(tài)的是( )

A. 靜止在粗糙斜面上的物體

B. 沿光滑斜面下滑的物體

C. 在平直路面上勻速行駛的汽車

D. 做自由落體運動的物體

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示,開口向上、內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置,在汽缸P、Q兩處設(shè)有卡口,使厚度不計的活塞只能在P、Q之間運動。開始時活塞停在Q處,溫度為,現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體,直至活塞運動到P處,整個過程中的圖線如圖2所示。設(shè)外界大氣壓強

①說出圖2中氣體狀態(tài)的變化過程,卡口Q下方氣體的體積以及兩卡口之間的汽缸的體積;

②求活塞剛離開Q處時氣體的溫度以及缸內(nèi)氣體的最高溫度。

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【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始下落,重錘拖著的紙帶上打出一系列的點,對紙帶上的點痕進行測量及相關(guān)計算,即可驗證機械能守恒定律.

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:

A.按照圖示的裝置安裝器件;

B.將打點計時器接到電源的直流輸出上;

C.用天平測出重錘的質(zhì)量;

D.先接通電源開關(guān),然后釋放懸掛紙帶的夾子打出一條紙帶;

E.測量紙帶上某些點間的距離;

F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能.

其中沒有必要進行或者操作不當?shù)牟襟E是____________________

(2)在一次實驗中,質(zhì)量為m的重錘自由下落,在紙帶上打出一系列的點,如圖乙所示(相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02 s),長度單位cm,那么從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能的減少量ΔEp________ J,此過程中重錘動能的增加量ΔEk________ J(g9.8 m/s2,結(jié)果數(shù)據(jù)均保留至小數(shù)點后兩位);通過計算,數(shù)值上ΔEp________ΔEk(”“”),這是因為_________________________

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【題目】關(guān)于超重和失重的說法正確的是

A. 物體處于超重時,其重力增大了

B. 物體處于失重狀態(tài)時,其重力減小了

C. 物體處于完全失重時,其重力為零

D. 不論物體超重、失重,還是完全失重,物體所受的重力都是不變的

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【題目】用下列器材測量電容器的電容:一塊多用電表,一臺直流穩(wěn)壓電源,一個待測電容器(額定電壓16 V),定值電阻R1(阻值未知),定值電阻R2=150 Ω.電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機,單刀雙擲開關(guān)S,導線若干.

實驗過程如下:

請完成下列問題:

(1)由圖(甲)可知,電阻R1的測量值為_____Ω;

(2)第1次實驗中,電阻R1兩端的最大電壓U=____V.利用計算機軟件測得i-t曲線和兩坐標軸所圍的面積為42.3mA·s,已知電容器放電時其內(nèi)阻可以忽略不計,則電容器的電容為C=____F;

(3)第2次實驗中,電流隨時間變化的i-t曲線應該是圖(丁)中的虛線___(選填“b”“c”或“d”),判斷依據(jù)是__________________________.

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【題目】如圖,用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動纜繩的電動機功率恒為P,小船的質(zhì)量為m,小船受到的阻力大小恒為f,經(jīng)過A點時的速度大小為v0,小船從A點沿直線加速運動到B點經(jīng)歷時間為t1,A、B兩點間距離為d,纜繩質(zhì)量忽略不計。求:

(1)小船從A點運動到B點的全過程克服阻力做的功Wf;

(2)小船經(jīng)過B點時的速度大小v1

(3)小船經(jīng)過B點時的加速度大小a。

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【題目】如圖所示,一光滑絕緣斜槽放在方向豎直向下、電場強度為E的勻強電場中,從斜槽頂端A沿斜槽向下釋放一初速度為v0的帶負電的小球,小球質(zhì)量為m,帶電荷量為q,斜槽底端BA點的豎直距離為h.則關(guān)于小球的情況,下列說法中正確的是

A. 只有,小球才能沿斜槽運動到B

B. 只有,小球才能沿斜槽運動到B

C. 小球若沿斜槽能到達B點,最小速度可能是v0

D. 小球若沿斜槽能到達B點,最小速度一定大于v0

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【題目】實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)實物粒子波動性的是

A. 可見光通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣

B. β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡

C. 人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)

D. 光電效應實驗中,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強度無關(guān)

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