题目内容
如图5-2-9所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置.将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g).
(1)求小物块下落过程中的加速度大小;
(2)求小球从管口抛出时的速度大小;
(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于
L.
![]()
![]()
解析 (1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律得
Mg-T=Ma T-mgsin 30°=ma
且M=km 解得a=
g.
(2)设M落地时速度大小为v,m射出管口时速度大小为v0.
M落地前由动能定理得Mg·Lsin 30°-mg·Lsin 30°·sin 30°=
(M+m)v2,对m,M落地后由动能定理得-mg(L-Lsin 30°)sin 30°=
mv02-
mv2
联立解得v0=
(k>2).
(3)小球做平抛运动,则x=v0t Lsin 30°=
gt2
解得x=L
由
<
得x=L
<
L.
答案 (1)
g (2)
(k>2) (3)见解析
练习册系列答案
相关题目