点石联考·2023-2024学年度下学期高二年级6月阶段考试物理

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点石联考·2023-2024学年度下学期高二年级6月阶段考试物理试卷答案

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17.(14分)如图甲所示为小球与细绳相连制成的单摆,摆长用L表示,将其悬挂于固定点O,小球静止在A位置,一玩具枪在球左侧水平放置,枪口中心与球心等高。某时刻,玩具枪以初速度v0发射质量为0.2g的水弹,水弹撞击小球后,小球开始摆动,小球上摆的最大摆角用6表示,小球摆动过程中始终不与枪相撞,整个过程通过力传感器测量细绳拉力的大小F,F随时间t变化的图线如图乙所示。假设水弹与小球碰撞后立即散开(可认为速度为0),且碰撞时间很短可以忽略,不考虑空气阻力,当地重力加速度g取10m/s^2。,求:(1)单摆的摆长;(2)最大摆角θ的余弦值;(3)水弹初速度的大小;(结果可用根号表示)(4)水弹与小球碰撞过程中,系统损失的机械能。

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