如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图.其下半部AB是一长为2R的竖直细管.上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管.管口沿水平方向.AB管内有一原长为R.下端固定的轻质弹簧.投饵时.每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定.在弹簧上段放置一粒鱼饵.解除锁定.弹簧可将鱼饵弹射出去.设质量为m的鱼饵到达管口C时.对管壁的作用力恰题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上段放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g。求：

【小题1】质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v₁；
【小题2】弹簧压缩到0.5R时的弹性势能E_p；
【小题3】已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO^-。在角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？

【小题1】
【小题2】
【小题3】

解析（1）质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则
                                     ①
由①式解得                                           ②
（2）弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有
                      ③
由②③式得                                          ④
（3）不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，离OO^/的水平距离为x₁，由平抛运动规律有
                                   ⑤
                                     ⑥
由⑤⑥式解得                                                ⑦
当鱼饵的质量为时，设其到达管口C时速度大小为v2，由机械能守恒定律有
                  ⑧
由④⑧式解得                                              ⑨
质量为的鱼饵落到水面上时，设离OO^/的水平距离为x₂，则
                                     10
由⑤⑨10式解得      x₂=7R
鱼饵能够落到水平的最大面积Ｓ

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（2011?福建）如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g．求：
（1）质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v₁；
（2）弹簧压缩到0.5R时的弹性势能E_p；
（3）已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′．在90°角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在

m到m之间变化，且均能落到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？

如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为y（y可调且y≥R）的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上段放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．当y=2R，则质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g．求：
（1）质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v₁；
（2）弹簧压缩到0.5R时的弹性势能E_p；
（3）已知地面与水面相距0.25R，当y为何值时，鱼饵在水面的落点与C点的水平距离最大．

（19分）如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g。求：

⑴质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v₁；

⑵弹簧压缩到0.5R时的弹性势能E_p；

⑶已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在90º角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在2m/3到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？

如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g．求：

(1) 质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v₁；
(2) 弹簧压缩到0.5R时的弹性势能E_p；
(3) 已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO'在90°角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？

（1）质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v₁；

（2）弹簧压缩到0.5R时的弹性势能E_p；

（3）已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO^-。在角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？

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