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在古代战争对决中,交战双方常常用到一种冷兵器时代十分先进的远程进攻武器——抛石机...

在古代战争对决中,交战双方常常用到一种冷兵器时代十分先进的远程进攻武器——抛石机。某同学为了研究其工作原理,设计了如图所示的装置,图中支架固定在地面上,O为转轴,轻杆可绕O在竖直面内转动,物体A固定于杆左端.弹丸B放在杆右端的勺形槽内.将装置从水平位置由静止释放,杆逆时针转动,当杆转到竖直位置时,弹丸B从最高点被水平抛出,落地点为图中C点.已知AB质量分别为4mm.OB=2OA=2L.转轴O离水平地面的高度也为2L,不计空气阻力和转轴摩擦,重力加速度为g.求:

(1)弹丸B被抛出瞬间杆对A球的作用力

(2)C点与O点的水平距离

(3)此过程中杆对弹丸B做的功

 

(1) (2) (3) 【解析】试题分析:以A、B系统为研究对象,在从水平转至竖直的过程中,系统机械能守恒,根据机械能守恒列式求出速度,再根据圆周运动公式求出杆对A的作用力;B从抛出到落地过程做平抛运动,根据平抛运动的规律列式求解水平距离;以弹丸B为研究对象,在从水平位置到竖直位置的过程中,运用动能定理列式求解杆做的功 (1)以A、B系统为研究对象,在从水平转至竖直的过程中,系统机械能守恒: 又因为杆转到竖直时: 由此计算可得: 由圆周运动公式得: 解得: (2)B从抛出到落地过程做平抛运动, 在水平方向: 在竖直方向: 代入 解之可得: (3)以弹丸B为研究对象,在从水平位置到竖直位置的过程中, 运用动能定理得: 代入 可得: 点睛:要根据问题选择研究对象和运动过程,根据运动过程选择合适的规律进行解题,如不涉及速度方向和具体的运动过程,尽量从能量角度解答。  
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考点分析:
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如图所示,固定斜面的倾角为θ,可视为质点的物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于B点。物体A的质量为m,开始时物体AB点的距离为L。现给物体A一沿斜面向下的初速度v0,使物体A开始沿斜面向下运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好被弹回到B点。已知重力加速度为g,不计空气阻力,求此过程中:

1)物体A向下运动刚到达B点时速度的大小

2弹簧的最大压缩量。

 

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质量为4.0千克的物体A静止在光滑的水平桌面上.另一个质量为2.0千克的物体B5.0/秒的水平速度与物体A相撞,碰撞前后两物体的速度在同一水平直线上。求:

1)若碰撞后物体B1.0/秒的速度反向弹回.则碰后物体A的速度为多大;

2)若两物体发生的是完全弹性碰撞,则碰后物体A的速度为多大。

 

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.

1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为   

2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时mM组成的系统动能增加量可表示为△Ek=    ,系统的重力势能减少量可表示为△Ep=       ,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒;

3)在上次实验中,某同学改变AB间的距离,作出的v2﹣d图象如图2所示,并测得M=m,则重力加速度g=     m/s2

 

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“探究功与速度变化的关系”的实验装置如下图所示,当小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W;当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W……每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出.

(1)关于该实验,下列说法正确的是(多选)_____.

A.为了平衡摩擦力,实验中可以将长木板的一端适当垫高,使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动

B.实验仪器安装时,可以不平衡摩擦力

C.每次实验小车必须从同一位置由静止弹出

D.实验中要先接通打点计时器的电源再释放小车

(2)下图给出了某次实验打出的纸带,从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带,测得ABCDE相邻两点间的距离分别为AB=1.48 cm,BC=1.60 cm,CD=1.62 cm,DE=1.62 cm;已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s,则小车获得的最大速度vm________m/s.(结果保留两位有效数字)

 

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如图所示,水平传送带的长度L=5m,皮带轮的半径R=0.1m,皮带轮以角速度ω顺时针匀速转动,现有一小物体(视为质点)以水平速度v0从A点滑上传送带,越过B点后做平抛运动,其水平位移为x.保持物体的初速度v0不变,多次改变皮带轮的角速度ω,依次测量水平位移x,得到如图所示的x﹣ω图象,则下列说法正确的是(  )

A. 当0<ω<10rad/s时,物体在AB之间做匀减速直线运动

B. 当ω≥30rad/s时,物体在AB之间做匀速直线运动

C. 物体水平初速度为v0=5m/s

D. B端距地面的高度h=5m

 

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