【題目】如圖為某種魚(yú)餌自動(dòng)投放器中的投餌管裝置示意圖,其下半部AB是一長(zhǎng)為2R的豎直細(xì)管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口沿水平方向,AB管內(nèi)有一原長(zhǎng)為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧。投餌時(shí),每次總將彈簧長(zhǎng)度壓縮到0.5R后鎖定,在彈簧上段放置一粒魚(yú)餌,解除鎖定,彈簧可將魚(yú)餌彈射出去。設(shè)質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí),對(duì)管壁的作用力恰好為零。不計(jì)魚(yú)餌在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能損失,且鎖定和解除鎖定時(shí),均不改變彈簧的彈性勢(shì)能。已知重力加速度為g。求:

1 質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小v1;

2 彈簧壓縮到0.5R時(shí)的彈性勢(shì)能Ep;

3 已知地面欲睡面相距1.5R,若使該投餌管繞AB管的中軸線OO-。在角的范圍內(nèi)來(lái)回緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),每次彈射時(shí)只放置一粒魚(yú)餌,魚(yú)餌的質(zhì)量在m之間變化,且均能落到水面。持續(xù)投放足夠長(zhǎng)時(shí)間后,魚(yú)餌能夠落到水面的最大面積S是多少?

【答案】1 ;(23mgR;(3

【解析】

1)質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,完全由重力提供,則

可以解得:

2)從彈簧釋放到最高點(diǎn)C的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為魚(yú)餌的機(jī)械能,由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律有:

即:

得:

故彈簧彈性勢(shì)能為Ep=3mgR

3)不考慮因緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)裝置對(duì)魚(yú)餌速度大小的影響,質(zhì)量為m的魚(yú)餌離開(kāi)管口C后做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)經(jīng)過(guò)t時(shí)間落到水面上,得:

OO'的水平距離為x1,魚(yú)餌的質(zhì)量為m時(shí):

魚(yú)餌的質(zhì)量為時(shí),由動(dòng)能定理:

整理得:

同理:

魚(yú)餌能夠落到水面的最大面積s是:

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:

【題目】已成為我國(guó)首個(gè)人造太陽(yáng)系小行星的嫦娥二號(hào)”,20142月再次刷新我國(guó)深空探測(cè)最遠(yuǎn)距離紀(jì)錄,超過(guò)7 000萬(wàn)公里,嫦娥二號(hào)是我國(guó)探月工程二期的先導(dǎo)星,它先在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)行周期為T;然后從月球軌道出發(fā)飛赴日地拉格朗日L2點(diǎn)(物體在該點(diǎn)受日、地引力平衡)進(jìn)行科學(xué)探測(cè).若以R表示月球的半徑,引力常量為G,則(  )

A. 嫦娥二號(hào)衛(wèi)星繞月運(yùn)行時(shí)的線速度為

B. 月球的質(zhì)量為

C. 物體在月球表面自由下落的加速度為

D. 嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在月球軌道需經(jīng)過(guò)減速才能飛赴日地拉格朗日L2點(diǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了節(jié)省能量,某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯。無(wú)人乘行時(shí),扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時(shí),它會(huì)先慢慢加速,再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過(guò)程,如圖所示。那么下列說(shuō)法中正確的是

A. 顧客始終受到三個(gè)力的作用 B. 顧客始終處于超重狀態(tài) C. 顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下 D. 顧客對(duì)扶梯作用的方向先指向右下方,再豎直向下

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(6)某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置探究功與物體速度變化的關(guān)系

1)為平衡小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力,應(yīng)該采用下面所述方法中的 (填入選項(xiàng)前的字母代號(hào))。

A.逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,讓小車(chē)能夠自由下滑

B.逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,讓小車(chē)在橡皮條作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)

C.逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,給小車(chē)一初速度,讓拖著紙帶的小車(chē)勻速下滑

D.逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,讓拖著紙帶的小車(chē)自由下滑

2)圖乙是該實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中打出的一條紙帶,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接的電源的頻率為50Hz,則橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)小車(chē)的速度為 m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器,其質(zhì)量m =2㎏,動(dòng)力系統(tǒng)提供的恒定升力F ="28" N。試飛時(shí),飛行器從地面由靜止開(kāi)始豎直上升。設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的阻力大小不變,g10m/s2。

1)第一次試飛,飛行器飛行t1=" 8" s 時(shí)到達(dá)高度H =" 64" m。求飛行器所阻力f的大。

2)第二次試飛,飛行器飛行t2=" 6" s 時(shí)遙控器出現(xiàn)故障,飛行器立即失去升力。求飛行器能達(dá)到的最大高度h

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在測(cè)定勻變速運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz,記錄小車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇標(biāo)出056個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。紙帶旁并排擺放著最小刻度為毫米的刻度尺,零點(diǎn)跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,由圖可以讀出1、35三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與“0”點(diǎn)的距離d1、d3d5,將它們填入表格中。

計(jì)算小車(chē)通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)“4”的瞬時(shí)速度為________ m/s,小車(chē)的加速度是________m/s2。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一端開(kāi)口的極細(xì)玻璃管開(kāi)口朝下豎直立于水銀槽的水銀中,初始狀態(tài)管內(nèi)外水銀面的高度差為l0=62cm,系統(tǒng)溫度27℃.因懷疑玻璃管液面上方存在空氣,現(xiàn)從初始狀態(tài)分別進(jìn)行兩次試驗(yàn)如下:①保持系統(tǒng)溫度不變,將玻璃管豎直向上提升2cm(開(kāi)口仍在水銀槽液面以下),結(jié)果液面高度差增加1cm;②將系統(tǒng)溫度升到77℃,結(jié)果液面高度差減小1cm.已知玻璃管內(nèi)粗細(xì)均勻,空氣可看成理想氣體,熱力學(xué)零度可認(rèn)為為-273℃.求:

(1)實(shí)際大氣壓為多少cmHg?

(2)初始狀態(tài)玻璃管內(nèi)的空氣柱有多長(zhǎng)?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的滑塊,沿絕緣斜面勻速下滑,當(dāng)滑塊滑至豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)時(shí),滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為( )

A. 繼續(xù)勻速下滑

B. 將加速下滑

C. 將減速下滑

D. 上述三種情況都有可能發(fā)生

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示 S1 S2 是兩個(gè)相干的波源,其振幅為A,圖中實(shí)線和虛線分別表示兩波形成的波峰和波谷那么 a 點(diǎn)的振幅為_________b 點(diǎn)的振幅為_____,c點(diǎn)的振幅為_____經(jīng)四分之一周期后, a、b、c 三點(diǎn)中,振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)是_____.

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