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(2010·重庆卷)(18分)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另...

(2010·重庆卷)(18分)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地。如题24图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为6ec8aac122bd4f6ed,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。

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(1)求绳断时球的速度大小6ec8aac122bd4f6e和球落地时的速度大小6ec8aac122bd4f6e

(2)向绳能承受的最大拉力多大?

(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?

 

(1)(2)(3)当时,有极大值, 【解析】(1)设绳段后球飞行时间为t,由平抛运动规律,有 竖直方向,水平方向 得 由机械能守恒定律,有 得 (2)设绳能承受的最大拉力大小为T,这也是球受到绳的最大拉力大小。 球做圆周运动的半径为 由圆周运动向心力公式,有 得    (3)设绳长尾l,绳断时球的速度大小为,绳承受的最大推力不变, 有      得 绳断后球做平抛运动,竖直位移为,水平位移为x,时间为 有                     得    当时,有极大值,
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(2010·江苏卷)14. (16分)在游乐节目中,选手需要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=60kg的指点, 选手抓住绳由静止开始摆动,此事绳与竖直方向夹角6ec8aac122bd4f6e=6ec8aac122bd4f6e,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.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。取中立加速度6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e

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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=2m, 选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选手的平均浮力6ec8aac122bd4f6e,平均阻力6ec8aac122bd4f6e,求选手落入水中的深度6ec8aac122bd4f6e

(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;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。

 

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(2010·上海理综)如图是位于锦江乐园的摩天轮,高度为108m,直径是98m。一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。如果以地面为零势能面,则他到达最高处时的(取g=10m/s2)(    )。

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A.重力势能为5.4×104J,角速度为0.2rad/s

B.重力势能为4.9×104J,角速度为0.2rad/s

C.重力势能为5.4×104J,角速度为4.2×10-3rad/s

D.重力势能为4.9×104J,角速度为4.2×10-3rad/s

 

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A、B两支手枪在同一高度沿水平方向各射出一粒子弹,打在前方100m远处的同一块竖直靶上,如图所示,A枪击中了a点,B枪击中了b点,a、b两点的竖直高度差为5cm。若A枪子弹离开枪口时的速度大小为500m/s,求B枪子弹离开枪口时的速度大小。不计空气阻力,取g=10m/s2

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如图所示,小球从平台A水平抛出落到平台B上,已知AB的高度差为h=1.25m,两平台的水平距离为s=5m,则小球的速度至少为多少时,小球才能够落到平台B上.(g取10m/s2

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跳台滑雪是勇敢者的运动。它是利用山势特别建造的跳台所进行的。运动员靠着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后起跳,在空中飞行一段距离后着陆。这项运动极为壮观。如图所示,设一位运动员由a点沿水平方向跃起,到b点着陆时,测得ab间距离l=40m,山坡倾角θ=30°。试计算运动员起跳的速度和他在空中飞行的时间。(不计空气阻力,g取10m/s2)

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