问题 填空题

(1)利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图(a)所示,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO’为h,且h>L.

(1)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O’C=s,则小球做平抛运动的初速度v0为______.

(2)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ,小球落点与O’点的水平距离s将随之改变,经多次实验,以s2为纵坐标、cosθ为横坐标,得到如图(b)所示图象.则当θ=60°时,s为______m;若悬线长L=1.0m,悬点到木板间的距离OO’为______m.

答案

(1)根据h-L=

1
2
gt2得,t=
2(h-L)
g

则小球平抛运动的初速度v0=

s
t
=s
g
2(h-L)

(2)根据图象知,当θ=60°时,cos60°=

1
2
,则s2=1,解得s=1m.

根据机械能守恒定律得,

1
2
mv2=mgL(1-cosθ),

v=

2gL(1-cosθ)

水平位移s=v?

2(h-L)
g
=
4L(h-L)(1-cosθ)

则s2=(4Lh-4L2)-(4Lh-4L2)cosθ

则4Lh-4L2=2,因为L=1.0m,则h=1.5m.

故答案为:(1)s

g
2(h-L)
(2)1;1.5

单项选择题
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