满分5 > 高中物理试题 >

某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘上,...

 某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘上,绳子下端连接座椅,人坐在飞椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人看成质点,则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动,设轻绳长L=10m,人的质量m=60kg,转盘静止时人与转轴之间的距离d=4m.转盘慢慢加速运动,经过一段时间后转速保持稳定,此时人与转轴之间的距离变为D=10m且保持不变。不计空气阻力,绳子不可伸长,取g=10m/s2。求:

   (1)最后转盘匀速转动时的角速度大约为多少?

   (2)转盘从静止到启动后达到稳定状态这一过程中,绳子对人做了多少功?

   文本框:  (3)若转盘稳定转动后,一位游客随身带的手机突然滑下来,此时座椅离地面H=5米,在地面上的管理员发现这一情况后,跑过来接,如果管理员在转轴中心处,问他至少应该跑多远才行?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 解析: (1)设转盘匀速转动时绳子与竖直方向间的夹角为θ,质点所处的位置和受力情况如图所示,可得    ①(1分) 人所受合力提供向心力 Fn=mgtanθ=mω2D    ②(2分)     代入数据解得ω=0.866 rad/s   ③(1分)    (2)质点上升的高度 h=L(1-cosθ)=2m    ④(1分) 人匀速转动时的线速度 v=ωD   ⑤(1分) 转盘从静止启动到转速稳定这一过程,绳子对人做的功等于人机械能的增加量 W=mv2+mgh    ⑥(1分) 代入数据解得W=3450 J   ⑦  (2分)    (3)手机滑下来后沿圆周的切线方向平抛运动,设手机从抛出至落地的水平距离为x,则  x=vt(1分) 手机下落时间为t,有H=gt2(1分) 管理员跑动的距离为(1分) 联立解得s=13.2m.    (2分)
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

 宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计)

   (1)求该星球表面附近的重力加速度g/

   (2)已知该星球的半径与地球半径之比为RR=1∶4,求该星球的质量与地球质量之比MM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

查看答案

 如图所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面体,物体A

v1=6m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中。(AB均可看作质点,sin37º=0.6,cos37º=0.8,g取10m/s2)求:

   (1)物体A上滑到最高点所用的时间t

   (2)物体B抛出时的初速度v2

   (3)物体AB间初始位置的高度差h

 

 

 

 

 

查看答案

 在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是108km/h。汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。

   (1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少?

   (2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是多少?(取g=10m/s2

 

 

 

 

 

查看答案

 (8 分)如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器.

   (1)请将下列实验步骤按先后排序:________________________。

① 使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触

② 接通电火花计时器的电源,使它工作起来

③ 启动电动机,使圆形卡纸转动起来

④ 关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值。

   (2)要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是_______

A.秒表   B.毫米刻度尺   C. 圆规   D.量角器

 

   (3)写出ω的表达式,并指出表达式中各个物理量的意义:___________________

   (4)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持泉好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动.则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示.这对测量结果有影响吗?______________________

      

甲                 乙                丙

 

 

查看答案

 在探究平抛运动的规律时,可以选用下列各种装置图,以下操作合理的是(    )

 

 

    A.选用装置图1研究平抛物体竖直分运动,应该用眼睛看A、B两球是否同时落地

    B.选用装置图2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,竖直管上端A一定要低于水

    C.选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放

钢球

    D.除上述装置外,也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛

轨迹

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.