如圖所示,長(zhǎng)直均勻光滑桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處,在水平桿的另一端A下擺經(jīng)過(guò)的軌跡上安裝光電門,用來(lái)測(cè)量A端的瞬時(shí)速度vA.光電門測(cè)量位置和轉(zhuǎn)軸O的高度差記為h.有一質(zhì)量m=1kg的小球套在光滑桿上.
(1)若桿的質(zhì)量忽略不計(jì).小球固定在桿的中點(diǎn)處,靜止釋放.請(qǐng)寫出光電門測(cè)量到的速度vA與高度差h的關(guān)系式.
(2)若桿的質(zhì)量忽略不計(jì).小球沒(méi)有固定在桿上,僅套在桿的中點(diǎn)處.桿由靜止釋放后小球做自由落體運(yùn)動(dòng),下落h后脫離桿,則小球脫離瞬間桿A端速度多大?
(3)實(shí)際情況下桿的質(zhì)量M不能忽略,拿走小球后重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到了如圖所示的vA2與h關(guān)系圖線①.證明桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能
(4)將小球固定在桿的中點(diǎn)后,得到vA2與h關(guān)系圖線②.由①②兩線,(g=10m/s2)求桿的質(zhì)量M.

【答案】分析:(1)只有重力做功,機(jī)械能守恒,根據(jù)守恒定律列式求解;
(2)小球做自由落體運(yùn)動(dòng),可以得到桿的末位置與水平方向成60度角,只有重力做功,機(jī)械能守恒,根據(jù)守恒定律列式求解;
(3)對(duì)桿運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解即可,考慮重心位置的變化;
(4)對(duì)桿和球整體運(yùn)用動(dòng)能定理列式即可,對(duì)應(yīng)桿考慮重心位置的變化.
解答:解:(1)由機(jī)械能守恒定律得
解得
(2)由機(jī)械能守恒定律得
解得脫離時(shí),小球速度
因?yàn)樾∏驈闹悬c(diǎn)處釋放,脫離時(shí)桿與水平方向夾角60°
由速度分解得
(3)由動(dòng)能定理

由圖象得h=vA2

(4)由動(dòng)能定理
 
得M=0.25kg
答:(1)光電門測(cè)量到的速度vA與高度差h的關(guān)系式為;
(2)小球脫離瞬間桿A端速度為;
(3)桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能;
(4)桿的質(zhì)量M為0.25kg.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是根據(jù)動(dòng)能定理多次列式后分析討論,要注意球參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),沿桿方向的分運(yùn)動(dòng)和隨著桿一起的轉(zhuǎn)動(dòng).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2012?嘉定區(qū)一模)如圖所示,長(zhǎng)直均勻光滑桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處,在水平桿的另一端A下擺經(jīng)過(guò)的軌跡上安裝光電門,用來(lái)測(cè)量A端的瞬時(shí)速度vA.光電門測(cè)量位置和轉(zhuǎn)軸O的高度差記為h.有一質(zhì)量m=1kg的小球套在光滑桿上.
(1)若桿的質(zhì)量忽略不計(jì).小球固定在桿的中點(diǎn)處,靜止釋放.請(qǐng)寫出光電門測(cè)量到的速度vA與高度差h的關(guān)系式.
(2)若桿的質(zhì)量忽略不計(jì).小球沒(méi)有固定在桿上,僅套在桿的中點(diǎn)處.桿由靜止釋放后小球做自由落體運(yùn)動(dòng),下落h后脫離桿,則小球脫離瞬間桿A端速度多大?
(3)實(shí)際情況下桿的質(zhì)量M不能忽略,拿走小球后重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到了如圖所示的vA2與h關(guān)系圖線①.證明桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能Ek=
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MvA2

(4)將小球固定在桿的中點(diǎn)后,得到vA2與h關(guān)系圖線②.由①②兩線,(g=10m/s2)求桿的質(zhì)量M.

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科目:高中物理 來(lái)源:嘉定區(qū)一模 題型:問(wèn)答題

如圖所示,長(zhǎng)直均勻光滑桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處,在水平桿的另一端A下擺經(jīng)過(guò)的軌跡上安裝光電門,用來(lái)測(cè)量A端的瞬時(shí)速度vA.光電門測(cè)量位置和轉(zhuǎn)軸O的高度差記為h.有一質(zhì)量m=1kg的小球套在光滑桿上.
(1)若桿的質(zhì)量忽略不計(jì).小球固定在桿的中點(diǎn)處,靜止釋放.請(qǐng)寫出光電門測(cè)量到的速度vA與高度差h的關(guān)系式.
(2)若桿的質(zhì)量忽略不計(jì).小球沒(méi)有固定在桿上,僅套在桿的中點(diǎn)處.桿由靜止釋放后小球做自由落體運(yùn)動(dòng),下落h后脫離桿,則小球脫離瞬間桿A端速度多大?
(3)實(shí)際情況下桿的質(zhì)量M不能忽略,拿走小球后重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到了如圖所示的vA2與h關(guān)系圖線①.證明桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能Ek=
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MvA2

(4)將小球固定在桿的中點(diǎn)后,得到vA2與h關(guān)系圖線②.由①②兩線,(g=10m/s2)求桿的質(zhì)量M.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,長(zhǎng)直均勻光滑桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處,在水平桿的另一端A下擺經(jīng)過(guò)的軌跡上安裝光電門,用來(lái)測(cè)量A端的瞬時(shí)速度vA。光電門測(cè)量位置和轉(zhuǎn)軸O的高度差記為h。有一質(zhì)量m=1kg的小球套在光滑桿上。

(1)若桿的質(zhì)量忽略不計(jì)。小球固定在桿的中點(diǎn)處,靜止釋放。請(qǐng)寫出光電門測(cè)量到的速度vA與高度差h的關(guān)系式。

(2)若桿的質(zhì)量忽略不計(jì)。小球沒(méi)有固定在桿上,僅套在桿的中點(diǎn)處。桿由靜止釋放后小球做自由落體運(yùn)動(dòng),下落h后脫離桿,則小球脫離瞬間桿A端速度多大?

(3)實(shí)際情況下桿的質(zhì)量M不能忽略,拿走小球后重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到了如圖所示的vA2h關(guān)系圖線①。證明桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能

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(2)若桿的質(zhì)量忽略不計(jì)。小球沒(méi)有固定在桿上,僅套在桿的中點(diǎn)處。桿由靜止釋放后小球做自由落體運(yùn)動(dòng),下落h后脫離桿,則小球脫離瞬間桿A端速度多大?

(3)實(shí)際情況下桿的質(zhì)量M不能忽略,拿走小球后重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到了如圖所示的vA2h關(guān)系圖線①。證明桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能

(4)將小球固定在桿的中點(diǎn)后,得到vA2h關(guān)系圖線②。由①②兩線,(g=10m/s2)求桿的質(zhì)量M。

 


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