問題詳情:
如圖所示,長為L、內壁光滑的直管與水平地面成30°角固定位置.將一質量為m的小球固定在管底,用一輕質光滑細線將小球與質量為M=3m的小物塊相連,小物塊懸掛於管口.現將小球釋放,一段時間後,小物塊落地靜止不動,小球繼續向上運動,通過管口的轉向裝置後做平拋運動,小球在轉向過程中速率不變(重力加速度為g)。
求:(1)小物塊下落過程中的加速度大小;
(2)小球從管口拋出時的速度大小;
(3)小球在做平拋過程中的水平位移。
【回答】
(1)設細線中的張力為T,根據牛頓第二定律:
Mg-T=Ma ①
T-mgsin30°=ma ②
且M=3m
解得a=g ③ (4分)
(2)設M落地時的速度大小為v,m*出管口時速度大小為v0,M落地後m的加速度為a0.根據牛頓第二定律有:
-mgsin30°=ma0 ④ (2分)
又由勻變速直線運動,
v2=2aLsin30°, ⑤ (2分)
v-v2=2a0L(1-sin30°) ⑥ (2分)
解得v0= ⑦ (1分)
(3)平拋運動
x=v0t ⑧ (1分)
Lsin30°=gt2 ⑨ (2分)
解得水平位移x=L ⑩ (2分)
知識點:未分類
題型:綜合題