如圖甲所示,一根不可伸長的輕繩上端與固定在C點(diǎn)的拉力傳感器(視為質(zhì)點(diǎn),圖中未畫出)相連,下端拴一木塊A。一質(zhì)量m0=50g的彈丸B沿水平方向射入木塊A后(未穿透),A、B系統(tǒng)以大小v1=10m/s的初速度開始繞C點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力,拉力傳感器測得輕繩的拉力大小F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,已知彈丸射入的時(shí)間極短,且圖乙中t=0為A、B一起開始以共同速度運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。A、B均視為質(zhì)點(diǎn),取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求木塊的質(zhì)量和輕繩的長度;
(2)若以木塊做圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)為零勢能面,求A射入B后,A、B組成的系統(tǒng)的機(jī)械能;
(3)若改變A、B系統(tǒng)的初速度,使輕繩始終處于繃直狀態(tài)(輕繩不會(huì)斷),求彈丸B射入A后A、B系統(tǒng)共同運(yùn)動(dòng)的初速度的范圍。(計(jì)算結(jié)果可保留根式)
【考點(diǎn)】常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化;機(jī)械能守恒定律的簡單應(yīng)用;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用;動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:34引用:3難度:0.4
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1.如圖所示,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小物塊靜止放在絕緣水平地面上,地面上方存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,某時(shí)刻物塊獲得一初速度v0開始向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)距離x后停止。已知物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,此過程中物塊與地面之間由于摩擦產(chǎn)生的熱量為( )
發(fā)布:2025/1/6 0:30:5組卷:62引用:3難度:0.5 -
2.一質(zhì)量為m的物體放在傾角為θ且足夠長的光滑固定斜面上,初始位置如圖甲所示,在平行于斜面向上的力F的作用下由靜止開始沿斜面運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中物體的機(jī)械能E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示.其中0~x1過程的圖線是曲線,x1~x2過程的圖線是平行于x軸的直線,則下列說法正確的是( )
發(fā)布:2024/12/16 13:0:4組卷:151引用:1難度:0.5 -
3.如圖1所示,固定的粗糙斜面長為10m,一小滑塊自斜面頂端由靜止開始沿斜面下滑的過程中,小滑塊的動(dòng)能Ek隨位移x的變化規(guī)律如圖2所示,取斜面底端為重力勢能的參考平面,小滑塊的重力勢能Ep隨位移x的變化規(guī)律如圖3所示,重力加速度g=10m/s2.根據(jù)上述信息可以求出( )
發(fā)布:2024/12/22 9:30:3組卷:463引用:9難度:0.9
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