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在足够大的光滑水平桌面上,一质量m=1kg的小球静止在图示坐标系的原点O处。从t...

在足够大的光滑水平桌面上,一质量m=1kg的小球静止在图示坐标系的原点O处。从t=0时刻起,小球受到沿+x方向的大小为F1=2N的恒定拉力作用开始运动。在t=1s时刻,撤去F1,立即换成沿+y方向的大小为F2=2N的恒定拉力作用在物体上。在t=2s时刻,把F2也撤去。在t=3s时刻,小球开始进入一个固定在水平桌面上的圆形光滑细管道(在图上只画了该管道的管口,管道的内径略微大于小球的直径)。已知小球是沿管道的切线方向进入管道的,且已知该管道的圆心在y轴上。求:

(1)t=2s时刻,小球的位置坐标;

(2)进入管道后,小球对管道水平方向上作用力的大小;

(3)沿着管道,小球第一次到达y轴的位置。

 

(1)(3m,1m);(2);(3)(0,) 【解析】 (1)0~1s内物体沿+x方向做匀加速运动,则 1~2s内物体做类平抛运动,则 所以t=2s时刻,小球的位置坐标为(3m,1m) (2)2~3s内物体做匀速直线运动,则 设3s末速度方向与+x方向夹角为,则 由几何关系得,管道的半径 小球进入管道的速度 进入管道后,管道对小球水平方向上作用力 由牛顿第三定律知,所求水平作用力的大小为。 (3)由几何关系可得,小球第一次到达y轴的纵坐标 小球第一次到达y轴的位置(0,)。  
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考点分析:
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如图所示装置可绕竖直轴OO转动,可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于BC两点,当细线AB沿水平方向绷直时,细线AC与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球的质量m=1 kg,细线ACL=1m。(重力加速度g10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8

(1)若装置匀速转动,细线AB刚好被拉直成水平状态,求此时的角速度ω1的大小;

(2)若装置匀速转动的角速度ω2=rad/s,求细线ABAC上的张力大小TABTAC

 

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一位勤于思考的同学为探月宇航员设计了如下实验:在距离月球地面高hh只有几十厘米,远远小于月球的半径)处,以初速度v0v0只有几米每秒)水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x,通过查阅资料知道月球的半径为R,引力常量为G,求:

(1)月球表面的重力加速度;

(2)月球的质量;

(3)环绕月球表面运动的宇宙飞船的速率是多少?

 

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装有装饰材料的木箱质量为m=50kg,静止放在动摩擦因数为μ=0.5的水平地面上。若用大小为F=500N,方向与水平方向夹角为θ=37°cos37°=0.8)斜向上的拉力拉木箱从静止开始沿水平地面运动x=27m。取g=10m/s2。求:

(1)该过程中,拉力F对木箱做的功;

(2)该过程中,合力对木箱做的功。

 

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某同学做“研究平抛物体运动实验”时,改进了实验方法:如图,在实验中用了一块平木板附上复写纸和白纸,竖直立于正对槽口前某处,使小球从斜槽上由静止滑下,小球撞在板上留下痕迹A,将木板向后移距离x,再使小球从斜槽上同样高度由静止滑下,小球撞在板上留下痕迹B,将木板再向后移距离x,小球再从斜槽上同样高度由静止滑下,再得到痕迹CAB间距离y1BC间距离y2。导出测量小球初速度公式v0=________(用题中所给字母xy1y2和重力加速度g表示)。

 

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在做探究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球作平抛运动的轨迹并计算初速度。

(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:_______

A.通过调节使斜槽的末端保持水平

B.应该利用天平测出小球的质量

C.每次必须由静止释放小球

D.每次释放小球的位置必须相同

E.应该用秒表测出小球运动的时间

F.应该用重锤线画出竖直轴y

G.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线

(2)某同学根据所描绘出的运动轨迹,测量了轨迹上的不同点的坐标值。根据所测到的数据以y为纵坐标,以x2为横坐标,在坐标纸上画出对应的图像,发现为过原点的直线,并测出直线斜率为k,已知当地的重力加速度为g,则初速度v0=________

 

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