2013年高考物理最新各地信息三
★★★★★北方信息
1、钓鱼时,将鱼饵挂在鱼钩上,用鱼竿将钓鱼线甩出,不用多大力就能把鱼饵甩出很远。
甩钓鱼线过程如图所示,鱼杆停止运动后,长L的钓鱼线和鱼饵仍以初速度v0继续向前(图a),钓鱼线就会出现重叠,上部继续运动而下部停止(图b图c),直至完全甩出(图d)。忽略空气阻力和短时间内重力做功(假设钓鱼线和鱼饵始终在同一水平线上),钓鱼线和鱼饵初始时的总动能会逐渐集中于上部仍在运动的钓鱼线和鱼饵上,引起上部的速率增大。
以杆顶端位置O为原点,向右为正方向建立x轴,认为钓鱼线是弹性的,若动能在转移中没有损失,求:
(1)当鱼饵的坐标为x时,上部运动的钓鱼线长度为多少?
(2)假定钓鱼线是均匀的,单位长度质量为ρ,鱼饵的质量m。当鱼饵的坐标为x时,上部运动的钓鱼线和鱼饵速度v为多少?
(3)鱼饵理论上能达到的最大速度为多少?
(4)简述钓鱼线动能会逐渐集中到上部的原理。