如圖所示,M是水平放置的圓盤,繞過其圓心的豎直軸OO勻速轉(zhuǎn)動,以經(jīng)過O水平向右的方向作為x軸的正方向.在圓心O正上方距盤面高為h處有一個正在間斷滴水的容器,在t=0時刻開始隨長傳送帶沿與x軸平行的方向做勻速直線運動,速度大小為v.已知容器在t=0時滴下第一滴水,以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面上時再滴下一滴水.問:
(1)每一滴水經(jīng)多長時間滴落到盤面上?
(2)要使盤面上只留下3個水滴,圓盤半徑R應(yīng)滿足什么條件?
(3)若圓盤半徑R足夠大,第二滴水和第三滴水在圓盤上可能相距的最遠距離為多少?
分析:(1)水滴滴下后做平拋運動,根據(jù)高度求出時間.
(2)要使盤面上只留下3個水滴,臨界情況有兩個:第三滴水平拋后恰好落在轉(zhuǎn)盤的邊緣和第四滴水恰好落在轉(zhuǎn)盤上,根據(jù)平拋運動的分位移公式列式求解.
(3)當(dāng)?shù)诙嗡c第三滴水在盤面上的落點位于同一直徑上圓心的兩側(cè)時兩點間的距離最大.利用水平間關(guān)系關(guān)系可求出.
解答:解:(1)水滴在堅直方向作自由落體運動,有:
h=
1
2
gt12

解得:t1=
2h
g

(2)第三滴水平拋后恰好落在轉(zhuǎn)盤的邊緣,根據(jù)平拋運動的分位移公式,有:
水平方向:x1=vt1=R1-v?2t1
豎直方向:y=h=
1
2
gt12

解得:R1=3vt1=3v
2h
g

第四滴水平拋后恰好落在轉(zhuǎn)盤的邊緣,根據(jù)平拋運動的分位移公式,有:
水平方向:x2=vt1=R2-v?3t1
豎直方向:y=h=
1
2
gt12

解得:R2=4vt1=4v
2h
g

要使盤面上只留下3個水滴,圓盤半徑的范圍為:4v
2h
g
>R≥3v
2h
g

(3)第二滴水落在圓盤上的水平位移為
s2=v?2t1=2v
2h
g

第二滴水落在圓盤上的水平位移為
s3=v?3t1=3v
2h
g

當(dāng)?shù)诙嗡c第三滴水在盤面上的落點位于同一直徑上圓心的兩側(cè)時兩點間的距離最大,為
S=S2+S3=5v
2h
g

答:(1)每一滴水經(jīng)
2h
g
時間滴落到盤面上;
(2)要使盤面上只留下3個水滴,圓盤半徑的范圍為:4v
2h
g
>R≥3v
2h
g
;
(3)若圓盤半徑R足夠大,第二滴水和第三滴水在圓盤上可能相距的最遠距離為5v
2h
g
點評:本題難點在于分析距離最大的條件:同一直徑的兩個端點距離最大.運用數(shù)學(xué)知識,解決物理問題的能力是高考考查的內(nèi)容之一.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(1)在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實驗中,將彈簧水平放測出其自然長度,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F,實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的、用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F-x圖線如圖所示,由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為
 
N/m、圖線不過原點的原因是由于
 

(2)①某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖甲為實驗裝置簡圖.他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來的實驗誤差,你認為下列哪二項說法是正確的:
 

A、要平衡摩擦力                    B、實驗時不需要平衡摩擦力
C、鉤碼的重力要遠小于小車的總重力  D、實驗進行時應(yīng)先釋放小車再接通電源
②如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E是計數(shù)點(每打5個點取一個計數(shù)點),距離如圖,其中L1=3.07cm,L2=12.38cm,L3=27.87cm,L4=49.62cm.則打C點時小車的速度為_
 
m/s;加速度為
 
m/s2.(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來源:2010年廣東省廣州東莞五校高三上學(xué)期第二次聯(lián)考(理綜)物理 題型:實驗題

(1)(6分)在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實驗中,將彈簧水平放測出其自然長度,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F,實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的、用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F-x圖線如圖所示,由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為        N/m、圖線不過原點的原因是由于                             。

(2)(12分)①某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖甲為實驗裝置簡圖。他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來的實驗誤差,你認為下列哪二項說法是正確的:        

A.要平衡摩擦力B.實驗時不需要平衡摩擦力
C.鉤碼的重力要遠小于小車的總重力D.實驗進行時應(yīng)先釋放小車再接通電源
②如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶,其中A、B、CD、E是計數(shù)點(每打5個點取一個計數(shù)點),距離如圖,其中L1=3.07cm, L2=12.38cm, L3=27.87cm, L4=49.62cm。則打C點時小車的速度為_      ___m/s;加速度為_      ___m/s2。(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:2014屆重慶市高二下學(xué)期期中考試物理試卷(解析版) 題型:實驗題

 I.在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中備有下列器材:

A.小電珠(3.8 V,1.5 W)

B.直流電源(電動勢4.5 V,內(nèi)阻約0.4 Ω)

C.電流表(量程0~500 mA,內(nèi)阻約0.5 Ω)

D.電壓表(量程0~5 V,內(nèi)阻約5000 Ω)

E.滑動變阻器R1(0~5 Ω,額定電流2 A)

F.滑動變阻器R2(0~5K Ω,額定電流1 A)

G.開關(guān)一個,導(dǎo)線若干

如果既要滿足測量要求,又要使測量誤差較小,應(yīng)選擇如圖所示的四個電路中的________,應(yīng)選用的滑動變阻器是________.

II.在驗證動量守恒定律實驗中,同學(xué)們不僅完成了課本原來的實驗,還用相同的器材進行多方面的探索及嘗試。下面是甲、乙兩組同學(xué)的實驗,請回答相關(guān)的問題:

甲組同學(xué)采用如圖1所示的裝置,由斜槽和水平槽構(gòu)成。將復(fù)寫紙與白紙鋪在水平放的木板上,重垂線所指的位置為O。實驗時先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復(fù)上述操作多次,得到多個落點痕跡平均位置P;再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓a球仍從固定位置由靜止開始滾下,與b球發(fā)生對心正碰,碰后a球不被反彈。碰撞后a、b球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡.重復(fù)這種操作多次得到多個落點痕跡平均位置M、N.

(1)若a球質(zhì)量為m1,半徑為r1;b球質(zhì)量為m2,半徑為r2. 則      

A.m1>m2 r1>r2    B.m1>m2 r1<r2

C.m1>m2 r1=r2   D.m1<m2 r1=r2

(2)以下提供的器材中,本實驗必需的有       

A.刻度尺           B.打點計時器

C.天平             D.秒表

(3)設(shè)a球的質(zhì)量為m1,b球的質(zhì)量為m2,則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為(用m1、m2、OM、OP、ON表示)                                      

 

乙組同學(xué)誤將重錘丟失,為了繼續(xù)完成實驗則將板斜放,上端剛好在槽口拋出點,標(biāo)記為O.板足夠長小球都能落在板上,如圖2,采用甲組同學(xué)相同的操作步驟完成實驗。

(4)對該組同學(xué)實驗的判斷正確的是      

A.乙組同學(xué)無法完成驗證動量守恒定律 

B.秒表也不是乙組同學(xué)的必需器材

C.乙組同學(xué)必須測量斜面傾角θ      

D.圖2中N為b球碰后落點

(5)設(shè)a球的質(zhì)量為m1,b球的質(zhì)量為m2,則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為                    。    

(6)如果a,b球的碰撞是彈性碰撞,那么還應(yīng)滿足的表達式為              。 (要求第(5) (6)結(jié)論用m1、m2、OM、OP、ON表示) 

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年廣東省高三第二次綜合測試(理綜)物理試題 題型:實驗題

(1)在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實驗中,將彈簧水平放測出其自然長度,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F,實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的、用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F-x圖線如圖所示,由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為         N/m、圖線不過原點的原因是由于                              。

  (2)①某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖甲為實驗裝置簡圖。他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來的實驗誤差,你認為下列哪二項說法是正確的:        

A、要平衡摩擦力                    B、實驗時不需要平衡摩擦力

C、鉤碼的重力要遠小于小車的總重力  D、實驗進行時應(yīng)先釋放小車再接通電源

②如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E是計數(shù)點(每打5個點取一個計數(shù)點),距離如圖,其中L1=3.07cm, L2=12.38cm, L3=27.87cm, L4=49.62cm。則打C點時小車的速度為_      ___m/s;加速度為_       ___m/s2。(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

 

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科目:高中物理 來源:2010年廣東省廣州東莞五校高三上學(xué)期第二次聯(lián)考(理綜)物理 題型:實驗題

(1)(6分)在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實驗中,將彈簧水平放測出其自然長度,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F,實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的、用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F-x圖線如圖所示,由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為         N/m、圖線不過原點的原因是由于                             

(2)(12分)①某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖甲為實驗裝置簡圖。他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來的實驗誤差,你認為下列哪二項說法是正確的:        

A.要平衡摩擦力                    B.實驗時不需要平衡摩擦力

C.鉤碼的重力要遠小于小車的總重力  D.實驗進行時應(yīng)先釋放小車再接通電源

②如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶,其中AB、C、D、E是計數(shù)點(每打5個點取一個計數(shù)點),距離如圖,其中L1=3.07cm, L2=12.38cm, L3=27.87cm, L4=49.62cm。則打C點時小車的速度為_      ___m/s;加速度為_       ___m/s2。(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

 

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