综合题10.0分
物理

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(k是已知常数)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)

36.求小球从管口抛出时的速度大小;

37.试证明小球平抛运动的水平位移总小于

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

   (k>2)

解析

设M落地时的速度为v,,得(或),设m飞出管口速度为v1对球m:

 (

(解法二)或者从牛二出发解得:  设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v1,M落地后m的加速度为a1。根据牛顿第二定律  ,匀变速直线运动  。解得   (k>2)

考查方向

牛顿第二定律;匀变速直线运动的公式;平抛运动

解题思路

开始时小球沿斜面向上做匀加速,小物块向下也做匀加速,两者的加速度大小相等.对各自受力分析,运用牛顿第二定律列出等式,解出方程.

小物块落地静止不动,小球继续向上做匀减速运动,对其受力分析,运用牛顿第二定律解出此时的加速度(与前一阶段加速度不等),结合运动学公式求出小球从管口抛出时的速度大小.

运用平抛运动的规律表示出小球平抛运动的水平位移,利用数学知识证明问题.

易错点

考查牛顿第二定律,匀加速运动的公式及平抛运动规律.

要注意分M落地前和落地后两段计算,因为两段的m加速度不相等.

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

平抛运动,解得,因为   ,所以,得证。

考查方向

牛顿第二定律;匀变速直线运动的公式;平抛运动

解题思路

开始时小球沿斜面向上做匀加速,小物块向下也做匀加速,两者的加速度大小相等.对各自受力分析,运用牛顿第二定律列出等式,解出方程.

小物块落地静止不动,小球继续向上做匀减速运动,对其受力分析,运用牛顿第二定律解出此时的加速度(与前一阶段加速度不等),结合运动学公式求出小球从管口抛出时的速度大小.

运用平抛运动的规律表示出小球平抛运动的水平位移,利用数学知识证明问题.

易错点

考查牛顿第二定律,匀加速运动的公式及平抛运动规律.

要注意分M落地前和落地后两段计算,因为两段的m加速度不相等.