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幼苗
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(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mg=m
v21
R]…①
由①式解得:v1=
gR…②
(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
Ep=mg(1.5R+R)+
1
2m
v21…③
由②③式解得:Ep=3mgR…④
(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,离OO'的水平距离为x1,由平抛运动规律有:
4.5R=
1
2gt2…⑤
x1=v1t+R…⑥
由⑤⑥式解得:x1=4R…⑦
当鱼饵的质量为[2/3m时,设其到达管口C时速度大小为v2,由机械能守恒定律得:
Ep=
2
3mg(1.5R+R)+
1
2(
2
3m)
v22]…⑧
由④⑧式解得:v2=2
gR…⑨
质量为[2/3m的鱼饵落到水面上时,设离OO'的水平距离为x2,则
x2=v2t+R…⑩
由⑤⑨⑩式解得:x2=7R
鱼饵能够落到水面的最大面积S=
1
4(π
•X22−π
•X21)=
33
4πR2(或8.25πR2)
答:(1)鱼饵到达管口C时的速度大小v1=
gR];
(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep=3mgR;
1年前
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