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运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目.如图所示,AB是水平路面,长度为L=6m,BC是半径为R=20.75m的圆弧,AB、BC相切于B点,CDE是一段曲面.运动员驾驶功率始终为P=9kW的摩托车,从A点由静止出发,经过t1=4.3s到B点,此时压力传感器显示摩托车对地压力大小为F=3.6×104N.再经t2=3s的时间,摩托车通过坡面到达E点水平飞出.已知人的质量为m=60kg,摩托车的质量为M=120kg,运动员驾驶摩托车行驶时,前后轮着地点连线到整体重心的距离恰为r=0.75m,坡顶高度h=5m,落地点与E点的水平距离x=16m,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)摩托车过B点时速度vB多大?
(2)设人和摩托车在AB段所受的阻力恒定,该阻力f多大?
(3)人和摩托车在冲上坡顶的过程中克服空气和摩擦阻力做的功W.

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对人和车在B点分析,找出向心力的来源列出等式. 在AB段运动过程中应用动能定理求出问题. 人和摩托车在冲上坡顶的过程由动能定理列出等式解决问题. 【解析】 (1)根据牛顿第二定律,对人和车在B点分析: F-(M+m)g= 解得:vB=20m/s (2)在AB段运动过程中应用动能定理有: Pt1-fL=(M+m)vB2 解得:f=450N (3)人和摩托车在冲上坡顶的过程由动能定理得: pt2+W-(M+m)gh=(M+m)vE2-(M+m)vB2 又由平抛运动得: h=gt32 x=vEt3 解得vE=16m/s    W=-5040J 所以克服空气和摩擦阻力做功5040J. 答:(1)摩托车过B点时速度vB为20m/s, (2)设人和摩托车在AB段所受的阻力恒定,该阻力f为450N, (3)人和摩托车在冲上坡顶的过程中克服空气和摩擦阻力做的功W为5040J.
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考点分析:
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蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量m=60kg的运动员,从离水平网面h=3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面H=5.0m高处.已知运动员与网接触的时间为t=1.2s.现用一简化模型模拟以上过程并进行有关计算:
如图a,一个小球从高h处自由下落到弹性支持面上,然后小球在弹性支持面上下陷一段距离x,速度恰为零(如图b).紧接着弹性支持面逐渐恢复,同时小球内携带的轻弹簧弹出,当弹簧弹出的长度等于△x时,弹性面和弹簧均恰好处于自然状态.假设弹簧力以及弹性支持面的力均为恒力,g=10m/s2.求:
(1)运动员从h高处自由下落到弹性支持面上时的运动速度多大?
(2)运动员在与蹦床接触过程中的加速度多大?
(3)蹦床对运动员的作用力多大?

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宇航员在某一未知星球表面完成下面实验:如图所示,在固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点,有一质量为m的小球(可视为质点),现给小球水平初速度v,使小球在竖直平面内做圆周运动,测得小球在最高点和最低点时所受压力大小分别为F1、F2.然后他在携带的资料中发现这样的信息:在该星球赤道上有相距路程为L的A、B两位置,当某一时刻阳光垂直照射A处时,B处的阳光与星球表面成θ角.请你帮他完成如下计算:
(1)求出该星球表面的重力加速度;
(2)求出该星球的第一宇宙速度.

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带正电的物体A静止于绝缘水平面上,如图.现加一水平向右的匀强电场后物体开始向右运动,已知物体A与绝缘水平面间的摩擦力为电场力的一半,经一段时间后,物体的动能为Ek,此时突然使电场方向反向,大小不变,再经过一段时间后,物体回到原出发点.求:
(1)物体A回到原出发点时的动能;
(2)上述前一段时间t1跟后一段时间t2的比值.

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某同学利用教材提供的方案进行“探究加速度与力、质量的关系”实验,如图是该同学正要接通电源进行实验时的装置情况.
(1)该安装存在多处明显不当,请逐一指出如何改正这些不当之处:
(a)______
(b)______
(c)______
(2)该同学调整好装置后重新实验,电源频率f=50Hz,在其中一条纸带的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:SA=16.6mm、SB=126.5mm、SD=624.5mm.若无法再做实验,可由以上信息推知:
(a)用于计算相邻两计数点的时间间隔的表达式t=______
(b)用于计算打C点时物体速度大小的表达式v=______
(c)用于计算物体加速度大小的表达式a=______

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某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行.
(1)实验中木板略微倾斜,这样做______
A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大小车下滑的加速度
C.可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
(2)实验中,打点计时器使用的交流电频率为50Hz.某同学打出的一段纸带如图所示,则小车匀速运动时的速度大小为______m/s.(计算结果保留2位有效数字)
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(3)实验中,某同学分别用1根、2根、…、5根相同橡皮筋进行实验,测得小车匀速运动时的速度分别为0.52m/s、0.78m/s、0.96m/s、1.08m/s、1.22m/s.请根据实验数据在坐标纸中画出W-v的图线.manfen5.com 满分网
(4)根据图线可知,对W与v的关系的猜想肯定不正确的是______
A.W∝manfen5.com 满分网    B.W∝manfen5.com 满分网      C.W∝v2      D.W∝v3

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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