题目内容
18.(1)木棒A与地面第一次碰撞后A、B的加速度大小和方向;
(2)若A再次着地前B不脱离A,A的长度应满足什么条件?
分析 刚开始棒和环一起向下做自由落体运动,求出棒落地时的速度,根据牛顿第二定律求出木棒弹起竖直上升过程中木棒和环的加速度,而环在木棒上升及下落的全过程中一直处于加速运动状态,所以木棒从向上弹起到再次着地的过程中,棒与环的加速度均保持不变,根据运动学基本公式求出棒再次着地时的时间,从而求出这段时间内环运动的位移即可棒的最小长度.
解答 解:(1)木棒与环一起自由下落,设木棒着地时的速度为${v}_{0}^{\;}$,则有
${v}_{0}^{2}=2gh$
得:${v}_{0}^{\;}=\sqrt{2gh}$
木棒A与地面第一次碰撞后,木棒弹起竖直上升过程中,根据牛顿第二定律得
对木棒:$f+mg=m{a}_{1}^{\;}$
得 ${a}_{1}^{\;}=\frac{f+mg}{m}$ 方向竖直向下
对环:$mg-f=m{a}_{2}^{\;}$
得 ${a}_{2}^{\;}=\frac{mg-f}{m}$ 方向竖直向下
(2)环在木棒上升及下降的全过程中一直处于向下加速运动状态,木棒从向上弹起到再次着地的过程中木棒与环的加速度均保持不变.
木棒在空中运动的时间为 $t=\frac{2{v}_{0}^{\;}}{{a}_{1}^{\;}}$
在这段时间内,环运动的位移为$x={v}_{0}^{\;}t+\frac{1}{2}{a}_{2}^{\;}{t}_{\;}^{2}$
要使环不碰地面,则要求木棒长度不小于x,即L≥x
解得:$L≥\frac{8{m}_{\;}^{2}{g}_{\;}^{2}h}{(mg+f)_{\;}^{2}}$![]()
答:(1)木棒A与地面第一次碰撞后A的加速度大小为$\frac{f+mg}{m}$和方向竖直向下;B的加速度大小为$\frac{mg-f}{m}$,方向竖直向下
(2)若A再次着地前B不脱离A,A的长度应满足条件$L≥\frac{8{m}_{\;}^{2}{g}_{\;}^{2}h}{(mg+f)_{\;}^{2}}$
点评 本题主要考查了牛顿第二定律以及运动学基本公式的直接应用,要求同学们能正确分析棒和环的运动情况,知道棒和环的运动时间相等,再抓住位移关系求解,难度适中
| A. | 电场强度 | |
| B. | 同一电荷所受的电场力 | |
| C. | 电势 | |
| D. | 电荷量相等的正负两点电荷具有的电势能 |
| A. | 电荷量e的数值最早是由法国物理学安培测得的 | |
| B. | 法拉第不仅提出了场的概念,而且直观地描绘了场的清晰图象 | |
| C. | 特斯拉提出分子电流假说,很好的解释了磁现象的电本质 | |
| D. | 伽利略认为力是维持物体运动的原因 |
| A. | 物体沿斜面下滑的时间小于沿斜面上滑的时间 | |
| B. | 下滑的加速度比上滑的加速度大 | |
| C. | 下滑过程中重力做的功等于上滑过程克服重力做的功 | |
| D. | 下滑过程克服摩擦力做的功比上滑过程克服摩擦力做的功多 |
| A. | 小球的初速度增大,运动时间变短 | B. | 小球运动过程中机械能增加 | ||
| C. | 小球可能垂直打在圆环上 | D. | 小球不能垂直打在圆环上 |
①将碰撞传感器水平放置,在轨道多个位置静止释放小球.
②将碰撞传感器竖直放置在离抛出点一定距离处(图中虚线位置),在轨道多个位置静止释放小球,小球都击中碰撞传感器.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 初速度v0(m/s) | 1.024 | 1.201 | 1.176 | 1.153 | 0.942 | 1.060 |
| 飞行时间t(s) | 0.246 | 0.249 | 0.248 | 0.173 | 0.212 | 0.189 |
(2)根据表格可知,碰撞传感器水平放置时,距离小球抛出点的高度约0.3m;碰撞传感器竖直放置时,距离小球抛出点的水平距离约0.2m.