题目内容

20.如图所示,长度为L的细杆AB,从静止开始下落,求它的B端开始通过距下端h处的P点到A端恰好通过P点所用的时间为$\sqrt{\frac{2(h+L)}{g}}-\sqrt{\frac{2h}{g}}$.

分析 自由落体运动做初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,根据位移时间公式得出细杆下端到达P点和细杆上端离开P点所用的时间,从而得出它的B端开始通过距下端h处的P点到A端恰好通过P点所用的时间.

解答 解:对细杆B端到达P点过程有:$h=\frac{1}{2}g{{t}_{1}}^{2}$,
解得:${t}_{1}=\sqrt{\frac{2h}{g}}$,
对细杆A端到达P点的过程有:$h+L=\frac{1}{2}g{{t}_{2}}^{2}$,
解得:${t}_{2}=\sqrt{\frac{2(h+L)}{g}}$,
则它的B端开始通过距下端h处的P点到A端恰好通过P点所用的时间为:
△t=t2-t1=$\sqrt{\frac{2(h+L)}{g}}-\sqrt{\frac{2h}{g}}$.
故答案为:$\sqrt{\frac{2(h+L)}{g}}-\sqrt{\frac{2h}{g}}$.

点评 解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律,结合运动学公式灵活求解,基础题.

练习册系列答案
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10.如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律.

(1)已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要的器材是D(填字母代号).
A.直流电源、天平及砝码      B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源.天平及砝码      D.交流电源、毫米刻度尺
(2)实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,这些方案中合理的是:D.
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,由打点间隔数算出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v
C.报据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算得出高度h
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
(3)安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图2所示.图中O点为打点起始点,且速度为零.选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点,测出其中E、F、G点距起始点O的距离分別为h1、h2、h3.已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从O点到F点的过程中,重锤重力势能的减少量△Ep=mgh2,动能的增加量△Ek=$\frac{m({h}_{3}-{h}_{1})^{2}}{8{T}^{2}}$(用题中所给字母表示)
(4)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是BD.
A.该误差属于偶然误差              B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
(5)某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能,于是深入研究阻力对本实验的影响.若重锤所受阻力为f.重锤质量为m,重力加速度为g.他测出各计数点到起始点的距离h,并计算出各计数点的速度v,用实验测得的数据绘制出v2-h图线,如图3所示,图象是一条直线,此直线斜率k=$\frac{2(mg-f)}{m}$(用题中字母表示).已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为$\frac{f}{mg}$=2.0% (保留两位有效数字).

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