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=
gt2得,t=1 2
.2(h-L) g
则小球平抛运动的初速度v0=
=ss t
.g 2(h-L)
(2)根据图象知,当θ=60°时,cos60°=
,则s2=1,解得s=1m.1 2
根据机械能守恒定律得,
mv2=mgL(1-cosθ),1 2
则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
(2)1;1.5g 2(h-L)