[题目]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)求小球从管口抛出时的速度大小,(2) 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】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)求小球从管口抛出时的速度大小；

(2)试证明小球平抛运动的水平位移总小于

【答案】（1）（k＞2）（2）见解析；

【解析】试题分析：（1）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

对于m匀加速直线运动有：v2=2aLsin30°

对于小物块落地静止不动，小球m继续向上做匀减速运动有：v2-v02=2a0L（1-sin30°）

解得：（k＞2）

（3）平抛运动x=v0t Lsin30°=gt2

解得

因为＜1，所以x＜，得证．

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（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a—F关系图线（如图所示）

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是

②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是

A. 小车与轨道之间存在摩擦

B. 导轨保持了水平状态

C. 所挂钩码的总质量太大

D. 所用小车的质量太大

（3）某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图：长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

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②用直尺测量AB之间的距离s, 以及A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2;

③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t;

④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值;

⑤利用所测数据求出摩擦力Ff和斜面倾角的余弦值cos α；

⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出Ff—cosα关系曲线.

用以上测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）；

①斜面倾角的余弦cosα=

②滑块通过光电门时的速度v=

③滑块运动时的加速度a=

④滑块运动时所受到的摩擦阻力Ff=

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