（14分）如圖所示，長為l、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30°角固定放置，上端管口水平，且水平部分管口長度忽略不計，質(zhì)量為m的小球可在直管內(nèi)自由滑動，用一根輕質(zhì)光滑細(xì)線將小球與另一質(zhì)量為M的物塊相連，M＝3m。開始時小球固定于管底，物塊懸掛于管口，小球、物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)。將小球釋放，小球在管口的轉(zhuǎn)向過程中速率不變。試求：

（1）物塊落地前瞬間的速度大��；

（2）小球做平拋運(yùn)動的水平位移；（M落地后繩子一直松弛）

（3）有同學(xué)認(rèn)為，若取M＝km，則k足夠大時，能使小球平拋運(yùn)動水平位移的大小最大達(dá)到繩長l，請通過計算判斷這種說法是否正確。

 

【答案】

?? l ? 錯誤

【解析】（1）系統(tǒng)機(jī)械能守恒

Mgl sin30°＝(m+M) v12＋mgsin30°l sin30°??? ①??????? （2分）

因?yàn)?/span>M＝3m，得v1＝＝????????? （1分）

（2）根據(jù)動能定理

－mgsin30°(l -l sin30°) ＝mv22-mv12?????????? ②??????? （2分）

m飛出管口時的速度v2＝?????????????? （1分）

m在空中飛行的時間t＝＝ ＝????? （1分）

水平位移S＝v2 t＝＝l??????? ??? ?? （1分）

（3）若M＝km，由① ②兩式可得

m飛出管口時的速度v2＝?????????????? （2分）

水平位移S＝v2 t＝＝l????????????? （2分）

可以得出結(jié)論，S ＜l????????????? （1分）

所以，這種說法是 的，水平位移不可能為l。????????????? （1分）

考點(diǎn)：本題考查平拋運(yùn)動和功能關(guān)系。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L的細(xì)繩一端與一質(zhì)量為m的小球（可看成質(zhì)點(diǎn)）相連，可繞過O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸在豎直面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動．在最低點(diǎn)a處給一個初速度，使小球恰好能通過最高點(diǎn)完成完整的圓周運(yùn)動，求：
（1）小球過b點(diǎn)時的速度大��；
（2）初速度v0的大小；
（3）最低點(diǎn)處繩中的拉力大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L細(xì)繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球并讓小球以速度v在光滑水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動
求：（1）小球運(yùn)動的角速度
（2）小球受到繩子的拉力大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L的輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），小球在豎直平面內(nèi)做逆時針方向的圓周運(yùn)動，不計空氣阻力．已知某次小球運(yùn)動過程中通過傳感器測得輕繩拉力T和豎直方向OP的夾角θ的關(guān)系滿足T=b+bcosθ，b為已知的常數(shù)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間．則由此可知小球的質(zhì)量為（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?東莞一模）如圖所示，長為L的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球．給小球一個合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，這樣就構(gòu)成了一個圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ．下列說法中正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，長為L的輕桿一端固定著質(zhì)量為m的小球繞另一端O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則下列說法中正確的是（　�。�

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