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(2010年高考江苏卷)在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上...

(2010年高考江苏卷)在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图所示,他们将选手简化为质量m=60 kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53°,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3 m,不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深.取重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.

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(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;

(2)若绳长l=2 m,选手摆到最高点时松手落入水中.设水对选手的平均浮力Ff1=800 N,平均阻力Ff2=700 N,求选手落入水中的深度d;

(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远.请通过推算说明你的观点.

 

(1)1080 N (2)1.2 m (3)见解析 【解析】(1)由机械能守恒定律得 mgl(1-cos α)=mv2① 选手做圆周运动,有F′-mg=m 解得F′=(3-2cos α)mg 且选手对绳的拉力F=F′ 则F=1080 N. (2)由动能定理得 mg(H-lcos α+d)-(Ff1+Ff2)d=0 则d= 解得d=1.2 m. (3)选手从最低点做平抛运动,则有x=vt, H-l=gt2 联立①式解得x=2 当l=时,x有最大值,解得l=1.5 m 因此,两人的看法均不正确. 当绳长越接近1.5 m时,落点距岸边越远.
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考点分析:
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面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块,木块边长为a,密度为水的1/2,质量为m.开始时,木块静止,有一半没入水中,如图所示.现用力将木块缓慢地压到池底.在这一过程中(  )

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A.木块的机械能减少了mg(H-6ec8aac122bd4f6e)

B.水池中水的机械能不变

C.水池中水的机械能增加了2mg(H-6ec8aac122bd4f6e)

D.水池中水的机械能增加了2mg(H-6ec8aac122bd4f6e)

 

 

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如图所示,离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,弹簧处于自然长度.现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出,刚好能水平进入圆筒中,不计空气阻力.下列说法中正确的是(  )

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A.弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能

B.小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒

C.小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关

D.小球从抛出点运动到圆筒口的时间与小球抛出时的角度无关

 

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 (2011年江苏苏、锡、常、镇四市联考)如图所示,质量均为m的A、B两个小球,用长为2L的轻质杆相连接,在竖直平面内,绕固定轴O沿顺时针方向自由转动(转动轴在杆的中点),不计一切摩擦,某时刻A、B球恰好在如图所示的位置,A、B球的线速度大小均为v,下列说法正确的是(  )

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A.运动过程中B球机械能守恒

B.运动过程中B球速度大小不变

C.B球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量保持不变

D.B球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量不断改变

 

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(2011年江苏启东中学质检)如图所示,A、B两球质量相等,A球用不能伸长的轻绳系于O点,B球用轻弹簧系于O′点,O与O′点在同一水平面上,分别将A、B球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平面上,则(  )

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A.两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等

B.两球到达各自悬点的正下方时,A球动能较大

C.两球到达各自悬点的正下方时,B球动能较大

D.两球到达各自悬点的正下方时,A球受到向上的拉力较大

 

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(2009年高考四川卷)图为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×104 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功

率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动.取g=10 m/s2,不计额外功.求:

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(1)起重机允许输出的最大功率.

(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率.

 

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