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【题目】图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧.投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去.设质量为m的鱼饵到达管口C时,对管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能.已知重力加速度为g.求:

1)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep

2)已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线OO90°角的范围内来回缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在mm之间变化,且均能落到水面.持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?

【答案】12

【解析】

(1)质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供,则

解得

弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能,由机械能守恒定律有

解得

(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响,质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动,设经过t时间落到水面上,离OO′的水平距离为x1,由平抛运动规律有

解得

当鱼饵的质量为时,设其到达管口C时速度大小为v2,由机械能守恒定律有

解得

质量为m的鱼饵落到水面上时,设离OO′的水平距离为x2,则

解得

鱼饵能够落到水面的最大面积为

练习册系列答案
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【题目】过山车是游乐场中常见的设施。图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,BCD分别是三个圆形轨道的最低点,BC间距与CD间距相等,半径2.0 m1.4 m。一个质量为m1. 0 kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,AB间距="6." 0 m。小球与水平轨道间的动摩擦因数="0." 2,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取,计算结果保留小数点后一位数字。试求

1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;

2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道,BC间距L应是多少;

3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径应满足的条件;小球最终停留点与起点A的距离。

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【题目】某横波在介质中沿x轴正方向传播,t=0时刻,O点刚开始振动,并且向y轴正方向运动,t=1sO点第一次到达y轴负方向最大位移处,某时刻形成的波形如图所示,则该时刻平衡位置在x=4m处的N点沿y____(选填)方向运动;该波的传播波速为_____m/s0~10s内平衡位置在x=3m处的M点通过的路程为_____m

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【题目】如图所示,光滑水平地面上静止放置由弹簧相连的木块AB,开始时弹簧处于原长,现给A一个向右的瞬时冲量,让A开始以速度v0向右运动,若,则

A. 当弹簧压缩最短时,B的速度达到最大值

B. 当弹簧再次恢复原长时,A的速度一定向右

C. 当弹簧再次恢复原长时,A的速度一定小于B的速度

D. 当弹簧再次恢复原长时,A的速度可能大于B的速度

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【题目】某小组同学用多用电表粗略测量某金属电阻丝的电阻Rx约为5.0Ω,为了尽可能精确地测定该金属丝的电阻,且测量时要求通过金属丝的电流在0~0.5A之间变化.根据下列提供的实验器材,解答如下问题:

A、量程0.1A,内阻r1=1Ω的电流表A1

B、量程0.6A,内阻约为0.5Ω的电流表A2

C、滑动变阻器R1全电阻1.0Ω,允许通过最大电流10A

D、滑动变阻器R2全电阻100Ω,允许通过最大电流0.1A

E、阻值为59Ω的定值电阻R3

F、阻值为599Ω的定值电阻R4

G、电动势为6V的蓄电池E

H、电键S一个、导线若干

(1)根据上述器材和实验要求完成此实验,请在虚线框内画出测量该金属丝电阻Rx的实验原理图(图中元件用题干中相应的元件符号标注)_____________

(2)实验中测得电表A1示数为I1,A2表示数为I2,其它所选的物理量题目中已给定,请写出电阻丝的电阻表达式Rx=___________.

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【题目】如图所示,甲是一个带正电的小物块,乙是一个不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有水平方向的匀强磁场.现用水平恒力拉乙物块,使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动,在加速运动阶段

A.乙物块与地之间的摩擦力不断增大

B.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大

C.甲、乙两物块间的摩擦力大小不变

D.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小

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【题目】如图所示,两个带电粒子MN,以相同的速度经小孔S垂直进入同一匀强磁场,运行的半圆轨迹如图两种虚线所示,下列表述正确的是( )

A.M带负电,N带正电

B.M的质量大于N的质量

C.M的带电量小于N的带电量

D.M的运行时间不可能等于N的运行时间

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【题目】为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值,某同学利用DIS设计了如图甲所示的电路.闭合电键S1,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据,并根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U﹣I直线.请回答下列问题:

(1)根据图乙中的M、N两条直线可知______

A.直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的

B.直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的

C.直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的

D.直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的

(2)图象中两直线交点处电路中的工作状态是 ____

A. 滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端

B. 该电源在该电路中的总功率最小

C. 定值电阻R0上消耗的功率为0.5W

D. 该电源在该电路中的效率达到最大

(3)根据图乙可以求得定值电阻R0=____Ω,电源电动势E=___V,内电阻r=___Ω.

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【题目】如图甲所示,质量为M=2kg的足够长的平板车放在光滑的水平面上,质量为m=1kg的物块放在平板车的右端,物块与平板车均处于静止,现给平板车一个水平向右的推力,推力F随时间t变化的规律如图乙所示,推力F作用t=0.6s后撤去,最终物块与平板车一起向前做匀速直线运动.已知物块与平板车之间的动摩擦因素为μ=0.4,重力加速度g=10m/s,求:

1)推力F作用的瞬间,平板车的加速度大小;

2)推力F做的功;

3)物块与平板车因摩擦产生的热量(结果保留三位有效数字).

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