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如图所示,质量m=50kg的运动员(可视为质点),在河岸上A点紧握一根长L=5....

如图所示,质量m=50kg的运动员(可视为质点),在河岸上A点紧握一根长L=5.0m的不可伸长的轻绳,轻绳另一端系在距离水面高H=10.0m的O点,此时轻绳与竖直方向的夹角为θ=37°,C点是位于O点正下方水面上的一点,距离C点x=4.8m处的D点有一只救生圈,O、A、C、D各点均在同一竖直面内.若运动员抓紧绳端点,从台阶上A点沿垂直于轻绳斜向下以一定初速度v跃出,当摆到O点正下方的B点时松开手,最终恰能落在救生圈内.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)运动员经过B点时速度的大小vB
(2)运动员从台阶上A点跃出时的动能Ek
(3)若初速度v不一定,且使运动员最终仍能落在救生圈内,则救生圈离C点距离x将随运动员离开A点时初速度v的变化而变化.试在下面坐标系中粗略作出x-v的图象,并标出图线与x轴的交点.
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(1)运动员从B点到D点做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得在B点的速度的大小; (2)从A点到B点的过程中人的机械能守恒,根据机械能守恒定律可以求得人的初动能的大小; (3)人离开B点之后做的是平抛运动,所以水平方向是匀速直线运动,由动能定理可以表示出初速度的大小,从而可以求得x和初速度V的关系. 【解析】 (1)运动员从B点到D点做平抛运动  H-L=gt2           ①  x=VBt                     ② 由①②式代入数据解得 VB=4.8m/s, 所以运动员经过B点时速度的大小为4.8m/s. (2)运动员从A点到B点的过程中,由机械能守恒定律 mghAB= mVB2-Ek  ③ 其中 hAB=L(1-cosθ)                    ④ 由③④式代入数据解得 Ek=76J, 运动员从台阶上A点跃出时的动能Ek大小为76J. (3)设运动员经O点正下方时的速度为VB′则 m- mV2=mg(H-Lcos37°-h)      ⑤ x=VB′•        ⑥ 由⑤⑥解得:x2-V2=20       ⑦ x-V的图象如图所示:
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考点分析:
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(1)货物到达圆轨道末端时对轨道的压力;
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(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为______
(3)实验中获得数据如下表所示:小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g.
实验次数小车拉力F/N位移s/cm
10.1______
0.246.51
20.229.04
0.343.63
30.341.16
0.444.80
40.436.43
0.545.56
在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点,请将测量结果填到表中空格处.通过分析,可知表中第______次实验数据存在明显错误,应舍弃.
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A.向上
B.向下
C.向左
D.向右
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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