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题型:简答题
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简答题

如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置.将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g)

(1)求小物块下落过程中的加速度大小;

(2)求小球从管口抛出时的速度大小;

(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于

正确答案

解:(1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律,有:

Mg-T=Ma

T-mgsin30°=ma

且M=km

解得:

(2)设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v0,M落地后m的加速度为a0

根据牛顿第二定律,有:

-mgsin30°=ma0

匀加速直线运动过程,有:

v2=2aLsin30°

匀减速直线运动过程,有:

解得:

(k>2)

(3)平抛运动过程:

x=v0t

解得:

因为,所以,得证.  

答:(1)小物块下落过程中的加速度大小为

(2)小球从管口抛出时的速度大小为(k>2);

(3)小球平抛运动的水平位移总小于,证明如上.

解析

解:(1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律,有:

Mg-T=Ma

T-mgsin30°=ma

且M=km

解得:

(2)设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v0,M落地后m的加速度为a0

根据牛顿第二定律,有:

-mgsin30°=ma0

匀加速直线运动过程,有:

v2=2aLsin30°

匀减速直线运动过程,有:

解得:

(k>2)

(3)平抛运动过程:

x=v0t

解得:

因为,所以,得证.  

答:(1)小物块下落过程中的加速度大小为

(2)小球从管口抛出时的速度大小为(k>2);

(3)小球平抛运动的水平位移总小于,证明如上.

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题型:简答题
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简答题

水平抛出的一个石子,经过0.4s落到地面,落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°,(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

(1)石子的抛出点距地面的高度;

(2)石子抛出的水平初速度;

(3)石子落地点距抛出点的水平距离.

正确答案

解:(1)由得,石子的抛出点距地面的高度

(2)石子竖直方向上的分速度vy=gt=10×0.4m/s=4m/s,

  根据平行四边形定则得,石子抛出的水平初速度

(3)石子落地点距抛出点的水平距离x=v0t=3×0.4m=1.2m.

答:(1)石子的抛出点距离地面的高度为0.8m.

(2)石子抛出时的初速度为3m/s.

(3)石子落地点距离抛出点的水平距离为1.2m.

解析

解:(1)由得,石子的抛出点距地面的高度

(2)石子竖直方向上的分速度vy=gt=10×0.4m/s=4m/s,

  根据平行四边形定则得,石子抛出的水平初速度

(3)石子落地点距抛出点的水平距离x=v0t=3×0.4m=1.2m.

答:(1)石子的抛出点距离地面的高度为0.8m.

(2)石子抛出时的初速度为3m/s.

(3)石子落地点距离抛出点的水平距离为1.2m.

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题型:填空题
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填空题

以16m/s的速度水平抛出一石子,石子落地时速度方向与抛出时速度方向成37°,不计空气阻力,那么石子落地时的速度=______m/s,石子抛出点与落地点的高度差=______m(g=10m/s2

正确答案

20

7.2

解析

解:根据几何关系有:

cos37°=

v==20m/s

tan37°=

vy=12m/s

根据2gh=得:

h=

故答案为:20;7.2

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题型: 单选题
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单选题

一同学投掷飞镖时,第一次飞镖偏离靶心,命中点在靶心的正下方,第二次要命中靶心,该同学的操作与第一次相比合理的是(  )

A离靶近一点,其他操作不变

B瞄准位置高一点,其他操作不变

C投掷时用力小一点,其他操作不变

D离靶远一点,其他操作不变

正确答案

A

解析

解:飞镖做的是平抛运动,飞镖打在靶心的正下方说明飞镖竖直方向的位移太大,

根据平抛运动的规律可得,

水平方向上:x=V0t    

竖直方向上:h=gt2

所以要想减小飞镖竖直方向的位移,在水平位移不变的情况下,可以适当增大投飞镖的初速度来减小飞镖的运动时间,即投掷时用力要大一点,所以C错误;

如果初速度不变的话,要减小运动的时间,可以离靶近一点,所以A正确,BD错误.

故选:A.

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题型: 单选题
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单选题

将一个小球水平抛出,忽略空气阻力,某时刻小球的速度方向与水平方向的夹角为45°,再过0.5秒后,速度方向与水平方向的夹角为53°,则小球初速度大小为(g=10m/s2)(  )

A15m/s

B12m/s

C8m/s

D6m/s

正确答案

A

解析

解:设小球的初速度为v0

当小球的速度方向与水平方向的夹角为45°,根据平行四边形定则知,此时的竖直分速度vy1=v0

当速度方向与水平方向的夹角为53°时,根据平行四边形定则知,,此时的竖直分速度

根据vy2-vy1=gt得,,解得v0=15m/s.

故选:A.

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