Question

3．課堂上老師做了一個演示實驗，在固定點O用細(xì)線懸掛小球構(gòu)成單擺，將一直尺的左端置于O點的正下方的P點與擺線接觸，如圖所示．在豎直平面內(nèi)將擺球向左拉至水平標(biāo)志線上，從靜止釋放，當(dāng)擺球運動到最低點時，直尺在P 點擋住擺線，擺線碰到直尺，小球繼續(xù)向右擺動．對小球的這次運動過程用閃光頻率不變的頻閃照相的方法進(jìn)行記錄，所得到照片的示意圖如圖4所示．照片記錄了小球從左至右通過11個不同位置時的像，且拍得第1和第11個小球的像時，小球恰好分別位于兩側(cè)的最高點，且均在水平標(biāo)志線上．（空氣阻力可以忽略）
①對于圖4所拍攝的這個現(xiàn)象，下列說法中正確的是AC．（選填選項前面的字母）
A．小球在擺向最低點的過程中，閃光照片上任意兩個相鄰位置之間的運動過程，重力對小球的沖量都相等
B．小球在擺向最低點的過程中，閃光照片上任意兩個相鄰位置之間的運動過程，重力對小球做的功都相等
C．向上移動直尺改變擋住懸線的位置，懸線對小球的最大拉力將變小
D．小球運動到從左至右拍攝第5個和第9個像的位置時，具有相等的動能
E．小球從左至右擺動至最低點的過程中，重力對小球做功的功率越來越大
②小球從左向右經(jīng)過最低點時，擺線在P 點被擋住的瞬間與被擋住前瞬間相比，小球運動的線速度大小將不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）、加速度大小將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）；擺線碰到直尺前后瞬間的角速度之比為4：9．

Answer 1

分析 重力沖量為I=mgt，功率為P=FVcosθ，據(jù)此確定兩量的變化；
擺球經(jīng)過最低點時，線速度不變，半徑變小，由a=$\frac{{v}^{2}}{r}$可知加速度的變化．根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系判斷角速度的變化．

解答 解：①A．小球在擺向最低點的過程中，閃光照片上任意兩個相鄰位置之間的運動過程時間相同，重力對小球的沖量都相等，則A正確
B．小球在擺向最低點的過程中，閃光照片上任意兩個相鄰位置之間的運動過程，重力與小球速度方向的夾角不相等，做的功不相等，則B錯誤
C．A、擺線碰到障礙物前后瞬間，小球的線速度大小不變，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)-mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，r變大，則張力變大，則C正確
D．小球運動到從左至右拍攝第5個像與第9個像的位置不為對稱關(guān)系，則運動不同，則D錯誤
E、小球從左至右擺動至最低點的過程中，力與速度的夾角θ變大，則P=Fvcosθ變小，E錯誤
故選：AC
②擺線在P 點被擋住的瞬間與被擋住前瞬間相比，小球運動的線速度大小不變，由a=$\frac{{v}^{2}}{r}$可知加速度變大，由$ω=\frac{v}{r}$知角速度變大
   其運動可當(dāng)作單擺，兩邊對應(yīng)周期之比為3：2，則由T=$2π\(zhòng)sqrt{\frac{l}{g}}$ 知$\frac{{r}_{1}}{{r}_{2}}$=$\frac{9}{4}$則$\frac{{ω}_{1}}{{ω}_{2}}$=$\frac{{r}_{2}}{{r}_{1}}$=$\frac{4}{9}$
故答案為：（1）①AC   ②不變；變大；4：9

點評 解決本題的關(guān)鍵知道擺線經(jīng)過最低點時與障礙物碰撞前后的線速度大小不變，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．