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演绎式探究-研究机械能守恒与平抛运动:(1)如图甲,质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下,到达斜面底端的速度为v.此过程机械能守恒,关系式mgh=12

题目详情
演绎式探究-研究机械能守恒与平抛运动:
(1)如图甲,质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下,到达斜面底端的速度为v.此过程机械能守恒,关系式mgh=
1
2
mv2成立,则一个物体从高0.2m的光滑斜面顶端自由下滑到斜面底端时的速度为___m/s.
如图乙,将物体以一定的初速度v0沿水平方向抛出(不计阻力),物体做平抛运动,在水平方向运动的距离r=v0t,在竖直方向下落得高度y=
1
2
gt2,则y与t2的关系可用丙图中的图线___表示.
(2)如图丁所示,小球沿长度为l的光滑斜面AB由静止自由滑下,经过高度为h的光滑桌面BC后做平抛运动,撞到前方挡板的D点,桌边到挡板的距离为s,D点到地面的高度为d,请推理证明d=h-
s2
4lsinθ
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▼优质解答
答案和解析
(1)因为质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下,到达斜面底端的速度为v,过程中机械能守恒,所以
     mgh=
1
2
mv2,将h=0.2m,g=10m/s2代入求解的v=2m/s;
将物体以一定的初速度v0沿水平方向抛出(不计阻力),物体做平抛运动,在水平方向运动的距离r=v0t,
运动时间为t=
r
v0

在竖直方向下落得高度y=
1
2
gt2=
1
2
g(
r
v0
2=
1
2
g
r2
v
2
0

因此,下落高度y与水平移动距离r的2次方成正比,由此可以判断曲线为b;
(2)如图丁所示,小球沿长度为l的光滑斜面AB由静止自由滑下,则过程中机械能守恒
mgh=
1
2
mv2
mglsinθ=
1
2
mvB2=
1
2
mvC2
所以vC2=2glsinθ,
又小球从C点开始做平抛运动,
所以s=vct
h-d=
1
2
gt2
d=h-
1
2
gt2=h-
1
2
g
s2
v
2
C
=h-
1
2
g
s2
2glsinθ
=h-
s2
4lsinθ

故答案为:(1)2;b;
(2)推理过程如上.
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