【題目】風(fēng)洞是研究空氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如圖,將剛性桿水平固定在風(fēng)洞內(nèi)距地面高度H=3.2m處,桿上套一質(zhì)量m=3kg,可沿桿滑動(dòng)的小球。將小球所受的風(fēng)力調(diào)節(jié)為F=15N,方向水平向左。小球以速度v0=8m/s向右離開桿端,假設(shè)小球所受風(fēng)力不變,取g=10m/s2。求:
①小球落地所需時(shí)間和離開桿端的水平距離;
②小球落地時(shí)的動(dòng)能。
③小球離開桿端后經(jīng)過多少時(shí)間動(dòng)能為78J?

【答案】解:①小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

小球在水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度

水平位移
②由動(dòng)能定理
③小球離開桿后經(jīng)過時(shí)間t的水平位移

由動(dòng)能定理
J和 m/s代入得
125t2-80t+12=0
解得t1=0.4s,t2=0.24s
【解析】①小球離開桿后在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng);根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求得時(shí)間;根據(jù)水平方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求得水平位移;②對(duì)小球下落全過程由動(dòng)能定理列式可求得落地時(shí)的動(dòng)能;③設(shè)達(dá)到78J用時(shí)為t,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出其豎直分位移和水平分位移;再對(duì)下落過程由動(dòng)能定理列式,根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)律可求得速度為78J所用的時(shí)間.
【考點(diǎn)精析】利用動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案,需要熟知應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷.

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】輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為2l,將彈簧豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放,當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí),彈簧長(zhǎng)度為l.現(xiàn)將該彈簧水平放置,一端固定在A點(diǎn),另一端與物塊P接觸但不連接.AB是長(zhǎng)度為5l的水平軌道,B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直,如圖所示.物塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.用外力推動(dòng)物塊P,將彈簧壓縮至長(zhǎng)度l,然后釋放,P開始沿軌道運(yùn)動(dòng),重力加速度大小為g.
①若P的質(zhì)量為m,求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小,以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)間的距離;
②若P能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下,求P得質(zhì)量的取值范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】彈簧振子振動(dòng)時(shí),振子每次經(jīng)過同一位置時(shí),發(fā)生改變的物理量是( 。

A.速度B.回復(fù)力C.位移D.加速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,圓弧形凹槽固定在水平地面上,其中ABC是位于豎直平面內(nèi)以O(shè)為圓心的一段圓弧,OA與豎直方向的夾角為α。一小球以速度 從桌面邊緣P水平拋出,恰好從A點(diǎn)沿圓弧的切線方向進(jìn)入凹槽。小球從P到A的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為;直線PA與豎直方向的夾角β=。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列物理量中,屬于矢量的是( 。

A.速度B.路程C.D.加速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)制作了一個(gè)結(jié)構(gòu)如圖A.所示的溫度計(jì)。一端封閉的輕質(zhì)細(xì)管可繞封閉端O自由轉(zhuǎn)動(dòng),管長(zhǎng)0.5m。將一量程足夠大的力傳感器調(diào)零,細(xì)管的開口端通過細(xì)線掛于力傳感器掛鉤上,使細(xì)管保持水平、細(xì)線沿豎直方向。在氣體溫度為270K時(shí),用一段水銀將長(zhǎng)度為0.3m的氣柱封閉在管內(nèi)。實(shí)驗(yàn)時(shí)改變氣體溫度,測(cè)得封閉氣柱長(zhǎng)度l和力傳感器讀數(shù)F之間的關(guān)系如圖B.所示(實(shí)驗(yàn)中大氣壓強(qiáng)不變)。

(1)管內(nèi)水銀柱長(zhǎng)度為m,為保證水銀不溢出,該溫度計(jì)能測(cè)得的最高溫度為K。
(2)若氣柱初始長(zhǎng)度大于0.3m,該溫度計(jì)能測(cè)量的最高溫度將(選填:“增大”,“不變”或“減小”)。
(3)若實(shí)驗(yàn)中大氣壓強(qiáng)略有升高,則用該溫度計(jì)測(cè)出的溫度將(選填:“偏高”,“不變”或“偏低”)。

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【題目】一個(gè)質(zhì)量為m=0.1 g的小滑塊,帶有q=5×104 C的電荷量,放置在傾角α=30°的光滑斜面上(絕緣),斜面置于B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,如圖所示,小滑塊由靜止開始沿斜面下滑,其斜面足夠長(zhǎng),小滑塊滑至某一位置時(shí)要離開斜面.求:(取g=10 m/s2)

(1)小滑塊帶何種電荷?
(2)小滑塊離開斜面時(shí)的瞬時(shí)速度多大?
(3)該斜面的長(zhǎng)度至少多長(zhǎng)?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,套在很長(zhǎng)的絕緣直棒上的帶正電的小球,其質(zhì)量為m , 帶電荷量為+q , 小球可在棒上滑動(dòng),現(xiàn)將此棒豎直放在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度為E , 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B , 小球與棒的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ , 求小球由靜止沿棒下滑的最大加速度和最大速度(設(shè)小球電荷量不變)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】尋找地外文明一直是科學(xué)家們不斷努力的目標(biāo).為了探測(cè)某行星上是否存在生命,科學(xué)家們向該行星發(fā)射了一顆探測(cè)衛(wèi)星,衛(wèi)星繞該行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,衛(wèi)星的質(zhì)量為m,該行星的質(zhì)量為M,引力常量為G,試求:
(1)該衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的大;
(2)衛(wèi)星的運(yùn)行周期;
(3)若已知該行星的半徑為R,試求該行星的第一宇宙速度.

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