题目内容
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(1)若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何?
(2)若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,小球从释放到进入光滑细圆管的时间和从C点射出打到垫子的M端所经历的时间之比是多少?
(3)欲使小球能通过C点落到垫子上,小球离A点的最大高度是多少?
分析:(1)离开C点小球做平抛运动,由平抛运动的规律可以求得C点速度的大小.根据牛顿第二定律求得弹力;
(2)小球从最高点到C点的过程中机械能守恒,根据机械能使守恒定律求解高度H,再根据自由落体运动求解时间,从而求出时间比;
(3)小球下降的高度最高时,小球运动的水平位移为4R,打到N点根据平抛运动求得速度.根据机械能守恒定律求解.
(2)小球从最高点到C点的过程中机械能守恒,根据机械能使守恒定律求解高度H,再根据自由落体运动求解时间,从而求出时间比;
(3)小球下降的高度最高时,小球运动的水平位移为4R,打到N点根据平抛运动求得速度.根据机械能守恒定律求解.
解答:解:(1)小球离开C点做平抛运动,落到M点时水平位移为R,竖直下落高度为R,根据运动学公式可得:
R=
gt2
运动时间t=
从C点射出的速度为
v1=
=
设小球以v1经过C点受到管子对它的作用力为N,由向心力公式可得
mg-N=m
N=mg-m
=
由牛顿第三定律知,小球对管子作用力大小为
,方向竖直向下.
(2)小球从最高点到C点的过程中机械能守恒,则
mg(H-R)=
mv12
解得:H=
R
小球从H高处自由下落,则H=
gt′2
解得:t′=
则
=
=
(3)小球下降的高度最高时,小球运动的水平位移为4R,打到N点.
设能够落到N点的水平速度为v2,根据平抛运动求得:
v2=
=
设小球下降的最大高度为H,根据机械能守恒定律可知,
mg(H-R)=
mv22
解得:H=
+R=5R
答:(1)若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则小球经过C点时对管的作用力大小为
,方向竖直向下;
(2)若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,小球从释放到进入光滑细圆管的时间和从C点射出打到垫子的M端所经历的时间之比是
;
(3)欲使小球能通过C点落到垫子上,小球离A点的最大高度是5R
R=
| 1 |
| 2 |
运动时间t=
|
从C点射出的速度为
v1=
| R |
| t |
|
设小球以v1经过C点受到管子对它的作用力为N,由向心力公式可得
mg-N=m
| v12 |
| R |
N=mg-m
| v12 |
| R |
| mg |
| 2 |
由牛顿第三定律知,小球对管子作用力大小为
| mg |
| 2 |
(2)小球从最高点到C点的过程中机械能守恒,则
mg(H-R)=
| 1 |
| 2 |
解得:H=
| 5 |
| 4 |
小球从H高处自由下落,则H=
| 1 |
| 2 |
解得:t′=
|
则
| t′ |
| t |
| ||||
|
| ||
| 2 |
(3)小球下降的高度最高时,小球运动的水平位移为4R,打到N点.
设能够落到N点的水平速度为v2,根据平抛运动求得:
v2=
| 4R |
| t |
| 8gR |
设小球下降的最大高度为H,根据机械能守恒定律可知,
mg(H-R)=
| 1 |
| 2 |
解得:H=
| v22 |
| 2g |
答:(1)若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则小球经过C点时对管的作用力大小为
| mg |
| 2 |
(2)若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,小球从释放到进入光滑细圆管的时间和从C点射出打到垫子的M端所经历的时间之比是
| ||
| 2 |
(3)欲使小球能通过C点落到垫子上,小球离A点的最大高度是5R
点评:知道物体的运动过程,根据物体的不同的运动状态,采用相应的物理规律求解即可.
练习册系列答案
相关题目
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A、要使球能从C点射出后能打到垫子上,则球经过C点时的速度至少为
| ||
| B、球从A到B的过程中重力的功率先减小后增大 | ||
C、若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则球经过C点时对管外壁压力大小为
| ||
| D、要使球能通过C点落到垫子上,球离A点的最大高度是5R |