• 如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定位置.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=3m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).求:(1)小物块下落过程中的加速度大小;(2)小球从管口抛出时的速度大小;(3)小球在做平抛过程中的水平位移.试题及答案-解答题-云返教育

    • 试题详情

      如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定位置.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=3m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).
      求:(1)小物块下落过程中的加速度大小;
      (2)小球从管口抛出时的速度大小;
      (3)小球在做平抛过程中的水平位移.

      试题解答


      见解析
      (1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律:
      Mg-T=Ma
      T-mgsin30°=ma
      且M=3m
      解得a=
      g
      答:小物块下落过程中的加速度大小为

      (2)设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v
      ,M落地后m的加速度为a.根据牛顿第二定律有:
      -mgsin30°=ma

      解得

      又由匀变速直线运动,
      v
      2=2aLsin30°,
      v
      2-v2=2aL(1-sin30°)
      解得v
      =
      答:小球从管口抛出时的速度大小为

      (3)小球做平抛运动有:
      x=v
      t
      Lsin30°=
      gt2
      解得水平位移x=
      L
      答:小球在做平抛过程中的水平位移为=
      L.

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