题目内容
3.(1)小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0和AO之间的距离;
(2)小球经过圆管最低点C时对圆管的压力是多少?
分析 (1)小球从A运动到B为平抛运动,根据平抛运动的规律及几何关系求解初速度和AO之间的距离;
(2)先求出B点的速度,然后结合动能定理求出C点的速度,最后根据向心力公式求解细管对小球的作用力;由牛顿第三定律说明.
解答 解:(1)小球从A运动到B为平抛运动,有:
Rsin60°=v0t
在B点,有:tan60°=$\frac{gt}{{v}_{0}}$
解以上两式得:t=0.3s,v0=$\sqrt{3}$m/s
$\overline{AO}=\frac{1}{2}g{t}^{2}+R•cos60°$=$\frac{1}{2}×10×0.{3}^{2}+0.6×\frac{1}{2}=0.75$m
(2)在B点据平抛运动的速度规律有:${v}_{B}=\frac{{v}_{0}}{cos60°}=2{v}_{0}=2\sqrt{3}$m/s
小球从B到C的过程中重力和电场力做功,由动能定理得:
$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}+(mg+qE)(R+Rcos60°)=\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$
小球在管中C点受三个力,三个力的合力提供向心力,则:
${F}_{N}-mg-qE=\frac{m{v}_{C}^{2}}{R}$
联立得:${v}_{C}=\sqrt{48}$m/s,FN=60N
根据牛顿第三定律得小球对细管的压力也是60N
答:(1)小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度是$\sqrt{3}$m/s,AO之间的距离是0.75m;
(2)小球经过圆管最低点C时对圆管的压力是60N.
点评 本题主要考查了平抛运动的基本规律及向心力公式的应用,电场力的方向与重力的方向相同,仅仅是增加了一个力而已,解题时注意结合几何关系,难度适中.
练习册系列答案
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请你通过分析上表:
(1)求出加速过程和滑行过程的加速度大小;
(2)求出表格中的速度v和位移X.
| 速度V(m/s) | 0 | … | 12 | 14 | … | V | … | 12 | … | 9 | … | 0 |
| 位移X(m) | 0 | … | 36 | 49 | … | 189 | … | 288 | … | 309 | … | X |
(1)求出加速过程和滑行过程的加速度大小;
(2)求出表格中的速度v和位移X.
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C.猜想与假设 D.制定计划与设计实验
(2)为验证甲、乙谁的看法正确,可通过实验完成,实验器材除上述弹簧和已知质量的几个钩码外,还需要的实验器材是铁架台、刻度尺.
(3)探究学习小组进行实验记录的数据如表所示.
实验数据记录(g=10m/s2)
请完成上表,从中得出的结论为:在实验允许的误差范围内,弹簧的劲度系数与弹簧原长成反比.
(1)学习小组的同学们经过思考和理论推导,各自提出了自己的看法,其中甲同学认为弹簧的劲度系数可能与弹簧长度成正比,乙同学认为弹簧的劲度系数可能与弹簧原长成反比,甲、乙有一名同学的看法是正确的.你认为正确的是乙(填“甲”或“乙”),就这一环节而言,属于科学探究中的哪个环节C(填序号).
A.分析与论证 B.进行实验与收集证据
C.猜想与假设 D.制定计划与设计实验
(2)为验证甲、乙谁的看法正确,可通过实验完成,实验器材除上述弹簧和已知质量的几个钩码外,还需要的实验器材是铁架台、刻度尺.
(3)探究学习小组进行实验记录的数据如表所示.
实验数据记录(g=10m/s2)
| 原长 | 钩码质量 | 弹簧长度 | 弹簧伸 长量x | 弹簧劲度 系数k | |
| 弹簧A | 10.00cm | 0.3kg | 13.00cm | 3.00cm | 100N/m |
| 弹簧B | 15.00cm | 0.1kg | 16.49cm | 1.49cm | 67.1N/m |
| 弹簧C | 20.00cm | 0.2kg | 24.00cm | 4.00 cm | 50 N/m |
| 弹簧D | 30.00cm | 0.1kg | 32.99cm | 2.99cm | 33.4N/m |