(13分)如圖所示,質(zhì)量不計(jì)且足夠長的倒L型支架下端固定在質(zhì)量為2m的木板上,在其上端O處系一長為L的輕繩,繩的下端系一質(zhì)量為m的小球,小球可視為質(zhì)點(diǎn)。整個(gè)裝置在光滑的水平面上以速度v0向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),水平面的右端為一矮墻。(重力加速度為g)
(1)若木板與墻壁相碰立即與墻壁粘合在一起,試求碰后小球上升至最高點(diǎn)時(shí)繩中的張力大小。(小球在運(yùn)動(dòng)過程中不與支架相碰);
(2)若木板與墻壁相碰后以原速率反彈,要使繩的最大偏角不超過90°,則生產(chǎn)L應(yīng)滿足什么條件?
(13分)解:(1)當(dāng)時(shí),小球右擺,且設(shè)球上升到最高點(diǎn)時(shí)
繩與豎直方向的夾角為
對(duì)小球向上擺動(dòng)的過程有:
小球在最高點(diǎn)時(shí)有:T=
解得張力: T
(2)當(dāng)時(shí),繩松弛后小球做
斜上拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球上拋至
最高點(diǎn)時(shí)繩仍松弛,故張力T=0.
(3)當(dāng)時(shí),小球能做完整的圓周運(yùn)動(dòng),
設(shè)球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為,
對(duì)小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程有:
小球在最高點(diǎn)時(shí)有:
解得張力為:T=
(2)若繩長為L0時(shí),碰后繩的最大偏角為,繩的偏角最大
時(shí),球與木板的共同速度為
據(jù)動(dòng)量守恒得:
據(jù)機(jī)械能守恒得:
解得: L0=
所以當(dāng)L滿足 時(shí),繩的偏角不超過900
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科目:高中物理 來源: 題型:
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如圖所示,質(zhì)量不計(jì)且足夠長的倒L型支架下端固定在質(zhì)量為2m的木板上,在其上端O處系一長為L的輕繩,繩的下端系一質(zhì)量為m的小球,小球可視為質(zhì)點(diǎn)。整個(gè)裝置在光滑的水平面上以速度v0向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),水平面的右端為一矮墻。(重力加速度為g)
(1)若木板與墻壁相碰立即與墻壁粘合在一起,試求碰后小球上升至最高點(diǎn)時(shí)繩中的張力大;(小球在運(yùn)動(dòng)過程中不與支架相碰)
(2)若木板與墻壁相碰后以原速率反彈,要使繩的最大偏角不超過90°,則生產(chǎn)L應(yīng)滿足什么條件?
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科目:高中物理 來源:2008年廣東省韶關(guān)市高考物理一模試卷(解析版) 題型:解答題
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