[题目]如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图.其下半部AB是一长为2R的竖直细管.上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管.管口沿水平方向.AB管内有一原长为R.下端固定的轻质弹簧．投饵时.每次总将弹簧长度压缩到0．5R后锁定.在弹簧上端放置一粒鱼饵.解除锁定.弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时.对管� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0．5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g．求：

（1）质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1；

（2）弹簧压缩到0．5R时的弹性势能Ep；

（3）已知地面与水面相距1．5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在90°角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？

【答案】（1）（2）（3）

【解析】试题分析：（1）质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力，完全由重力提供，则

可以解得：

（2）从弹簧释放到最高点C的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由系统的机械能守恒定律有:

即：

得：

故弹簧弹性势能为Ep=3mgR

（3）不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，得：

离OO'的水平距离为x1，鱼饵的质量为m时：

鱼饵的质量为时，由动能定理：

整理得：

同理：

鱼饵能够落到水面的最大面积s是：

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示,一轻质弹簧左端固定,右端系一小物块,物块与水平面的最大静摩擦力和滑动摩擦力都为f,弹簧无形变时,物块位于O点.每次都把物块拉到右侧不同位置由静止释放,释放时弹力F大于f,物体沿水平面滑动一段路程直到停止.下列说法中正确的是(　　)

A. 释放时弹性势能等于全过程克服摩擦力做的功

B. 每次释放后物块速度达到最大的位置保持不变

C. 物块能返回到O点右侧的临界条件为F>3f

D. 物块能返回到O点右侧的临界条件为F>4f

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】在下列叙述中，正确的是( )

A. 光电效应现象说明光具有粒子性

B. 重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损

C. 玛丽居里最早发现了天然放射现象

D. 若黄光照射某金属能发生光电效应，用紫光照射该金属一定能发生光电效应

E. 根据波尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均减小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，abc 是光滑的固定轨道，其中 ab 是水平的，bc 为与 ab 相切的位于竖直平面内的半圆，半径 R=0.4m.质量 m=0.20 kg 的小球 A 静止在轨道上，另一个与 A 球质量相等的小球 B 以 v0=5 m/s 的速度与小球 A 发生弹性碰撞，已知相碰后小球 A 能够经过半圆的最高点 c，然后落到水平轨道上，重力加速度 g 取 10 m/s2，求：