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如图所示,是将某电视频道《我老爸最棒》栏目中有一项人体飞镖项目简化的模型:手握飞...

如图所示,是将某电视频道《我老爸最棒》栏目中有一项人体飞镖项目简化的模型:手握飞镖的小孩由不可伸长的细绳系于天花板下,在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出,当小孩摆至最低处B时松手,飞镖依靠惯性飞出命中竖直放置的圆形靶的靶心0,圆形靶的最高点C与B在同一高度,A、B、C三处在同一竖直平面内,且BC与圆形靶平面垂直.已知小孩质量为m,小孩质量远大于飞镖质量,绳长为L,BC距离为s,靶的半径为R,AB高度差为h.不计空气阻力,小孩和飞镖均可视为质点.
(1)求孩子在A处被推出时的初速度大小;
(2)求在B处细绳对孩子的拉力大小;
(3)如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变,但由于小孩的作用使其获得了一个垂直于BC的水平速度v1,要让飞镖能够击中圆形靶,求v1的取值范围.

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(1)小孩在B点松手后飞镖做平抛运动,根据下降的高度求出平抛运动的时间,通过水平位移求出在B点的速度,根据动能定理求出孩子在A处被推出的初速度大小. (2)根据牛顿第二定律求出细绳对孩子的拉力大小. (3)抓住沿BC方向速度不变,则运动的时间不变,下降的高度不变,知飞镖击中与中心同一高度的位置,根据垂直于BC的水平方向上的位移确定v1的取值范围. 【解析】 (1)根据R=,解得t=. 则平抛运动的初速度. 根据动能定理得, 解得初速度大小v=. (2)在B处,根据牛顿第二定律得,. 解得F=mg(1+) (3)沿BC方向速度不变,则运动的时间不变,下降的高度不变,知飞镖击中与中心同一高度的位置,因为t= 则,知v1的取值范围. 答:(1)孩子在A处被推出时的初速度大小为v=. (2)在B处细绳对孩子的拉力大小为mg(1+) (3)v1的取值范围为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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