摘要:(2)全程由能量守恒得 E=magh-(ma+mb)v22=m0gh
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若二球从高处释放时球心连线处于竖直方向,且金属球与地、球与球之间的相互作用均可看作是弹性的.则请结合所学的物理知识通过必要的计算,求出此时乒乓球能跳的高度大约是原高度的多少倍?
提示:
(1)可认为金属球质量远大于乒乓球质量;
(2)两球在运动过程中均忽略空气阻力.
解析 (1)设木板第一次上升过程中,物块的加速度为a物块,由牛顿第二定律kmgsin θ-mgsin θ=ma物块
解得a物块=(k-1)gsin θ,方向沿斜面向上
(2)设以地面为零势能面,木板第一次与挡板碰撞时的速度大小为v1
由机械能守恒得:
×2mv
=2mgH
解得v1=![]()
设木板弹起后的加速度为a板,由牛顿第二定律得:
a板=-(k+1)gsin θ
木板第一次弹起的最大路程s1=
=![]()
木板运动的路程s=
+2s1=![]()
(3)设物块相对木板滑动距离为L
根据能量守恒mgH+mg(H+Lsin θ)=kmgLsin θ
摩擦力对木板及物块做的总功W=-kmgLsin θ
解得W=-![]()
答案 (1)(k-1)gsin θ;方向沿斜面向上
(2)
(3)-![]()
| 1 |
| 20 |
1.055
1.055
cm.(2)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
| 时刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
| 速度(m/s) | 4.99 | 4.48 | 3.98 | ? |
3.48
3.48
m/s;②从t2到t5时间内,重力势能增量△Ep=
1.24
1.24
J,动能减少量△Ek=1.28
1.28
J;③在误差允许的范围内,若△Ep与△Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△E p
<
<
△E k (选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在
纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在
.光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,利用光电计时器来探究合外力做功与动能变化的关系.
如图2所示,水平面O点左侧是光滑平面,右侧是粗糙平面,弹簧的左端固定在竖直的墙壁上,弹簧处于自然长度时右端恰好在O点,在O点固定光电门可以测出木块通过O点的时间,木块与弹簧不相连.现用木块将弹簧压缩一段距离,然后由静止释放,将弹簧压缩的长度x、木块通过光电门的时间t、木块在粗糙水平面上滑行的距离s记入表中.

(1)若木块长L,通过光电门时间t,则木块通过光电门时的速度v0=
;
(2)从理论上讲,木块在粗糙水平面上滑动的距离s和木块通过光电门的时间t关系应是s∝
(3)选择适当的物理量在图b所示的坐标纸上作出能直观反映木块在粗糙水平面上滑行距离s与弹簧压缩量x的关系图象,根据图象写出的关系应是s∝
(4)由能量守恒定律,弹簧的最大弹性势能应等于木块在水平面上滑行中产生的总内能,由此可以确定弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系应是EP∝

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如图2所示,水平面O点左侧是光滑平面,右侧是粗糙平面,弹簧的左端固定在竖直的墙壁上,弹簧处于自然长度时右端恰好在O点,在O点固定光电门可以测出木块通过O点的时间,木块与弹簧不相连.现用木块将弹簧压缩一段距离,然后由静止释放,将弹簧压缩的长度x、木块通过光电门的时间t、木块在粗糙水平面上滑行的距离s记入表中.
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 压缩量x/cm | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
| 时间t/s | 0.100 | 0.067 | 0.050 | 0.040 | 0.033 | 0.029 |
| 距离s/m | 0.50 | 1.13 | 2.00 | 3.12 | 4.50 | 6.13 |
| L |
| t |
| L |
| t |
(2)从理论上讲,木块在粗糙水平面上滑动的距离s和木块通过光电门的时间t关系应是s∝
t-2
t-2
;请你运用数据表中测定的数据在图a所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性;(3)选择适当的物理量在图b所示的坐标纸上作出能直观反映木块在粗糙水平面上滑行距离s与弹簧压缩量x的关系图象,根据图象写出的关系应是s∝
x2
x2
;(4)由能量守恒定律,弹簧的最大弹性势能应等于木块在水平面上滑行中产生的总内能,由此可以确定弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系应是EP∝
x2
x2
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