题目内容
【题目】如图所示,长为L的轻质细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,O点离地高度为H。现将细绳拉至与水平方向成,由静止释放小球,经过时间t小球到达最低点,细绳刚好被拉断,小球水平抛出。若忽略空气阻力,重力加速度为g。
(1)求细绳的最大承受力;
(2)求从小球释放到最低点的过程中,细绳对小球的冲量大小;
(3)小明同学认为细绳的长度越长,小球抛的越远;小刚同学则认为细绳的长度越短,小球抛的越远。请通过计算,说明你的观点。
【答案】(1)F=2mg;(2);(3)当时小球抛的最远
【解析】
(1)小球从释放到最低点的过程中,由动能定理得
小球在最低点时,由牛顿第二定律和向心力公式得
解得:
F=2mg
(2)小球从释放到最低点的过程中,重力的冲量
IG=mgt
动量变化量
由三角形定则得,绳对小球的冲量
(3)平抛的水平位移,竖直位移
解得
当时小球抛的最远
【题目】某同学利用如图所小的装置验证动能定理。将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置,在木板上依次固定好白纸、复写纸。将小球从不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底端吋下落的高度H,并根据落点位置测量岀小球离开斜槽后的竖直位移y。改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,记录数据如下:
高度H(h为单位长度) | h | 2h | 3h | 4h | 5h | 6h | 7h | 8h | 9h |
竖直位移y/cm | 30.0 | 15.0 | 10.0 | 7.5 | 6.0 | 5.0 | 4.3 | 3.8 | 3.3 |
(1)在安装斜槽时,应注意____________;
(2)已知斜梄倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ,木板与斜槽末端的水平距离为x,小球在离开斜槽后的竖直位移为y,不计小球与水平槽之间的摩擦,小球从斜槽上滑下的过程中,若动能定理成立则应满足的关系式是_______。
(3)若想利用图象直观得到实验结论,最好应以H为横坐标,以_____为纵坐标,描点作图。