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“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站...

“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高.设球的重力为1N,不计拍的重力.求:
(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大多少?
(2)设在A处时健身者需施加的力为F,当球运动到B、D位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,请作出tanθ-F的关系图象.

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人在运动过程中受重力和支持力,由向心力公式可以求在各点的受力情况. 【解析】 (1)设球运动的线速度为v,半径为R 则在A处时① 在C处时② 由①②式得△F=F’-F=2mg=2N. (2)在A处时健身者需施加的力为F, 球在匀速圆周运动的向心力F向=F+mg, 在B处不受摩擦力作用, 受力分析如图 则 作出的tanθ-F的关系图象如图. 答:(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大2N; (2)tanθ-F的关系图象如图.
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考点分析:
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如图所示,水平轨道AB与位于竖直面内半径为R=0.90m的半圆形光滑轨道BCD相连,半圆形轨道的BD连线与AB垂直.质量为m=1.0kg可看作质点的小滑块在恒定外力F作用下从水平轨道上的A点由静止开始向右运动,物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5.到达水平轨道的末端B点时撤去外力,小滑块继续沿半圆形轨道运动,且恰好能通过轨道最高点D,滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到A点.g取10m/s2,求:
(1)滑块经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力大小
(2)滑块在AB段运动过程中恒定外力F的大小.

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如图所示,质量为m的小球自由下落高度R后沿竖直平面内的轨道ABC运动.AB是半径为R的manfen5.com 满分网粗糙圆弧,BC是直径为R的光滑半圆弧,小球运动到C点时对轨道的压力恰为零.B是轨道最低点,求:
(1)小球在AB弧上运动时,摩擦力对小球做的功.
(2)小球经B点前、后瞬间对轨道的压力之比.

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为确保行车安全,在高速公路的不同路段都会竖有限速指示牌.若有一段直行连接弯道的路段,其弯道半径R为60m,弯道路面的倾斜角度θ为5°,最大静摩擦力为压力的μ=0.37倍.假定直行路段的限速为120km/h,限速指示牌的可见视野为100m,驾驶员的操作反应时间为2S,为保持平稳减速,限定最大减速加速度为2.5m/s.已知tan 5°=0.087,g=10m/s2,试计算:
(1)指示牌应标注的限速为多少?
(2)至少应该在弯道前多少距离处设置限速指示牌.
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如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动,规定经过圆心O水平向右为x轴的正方向.在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器,从t=0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动,速度大小为v.已知容器在t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水.求:
(1)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘转动的角速度ω应为多大?
(2)第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离x.

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如图所示,半径为R=0.2m的光滑manfen5.com 满分网圆弧AB在竖直平面内,圆弧B处的切线水平.B端高出水平地面h=0.8m,O点在B点的正下方.将一质量为m=1.0kg的滑块从A点由静止释放,落在水平面上的C点处,(g取10m/s2)求:
(1)滑块滑至B点时对圆弧的压力及的OC长度;
(2)在B端接一长为L=1.0m的木板MN,滑块从A端释放后正好运动到N端停止,求木板与滑块的动摩擦因数μ.
(3)若将木板右端截去长为△L的一段,滑块从A端释放后将滑离木板落在水平面上P点处,要使落地点P距O点的最远,△L应为多少?

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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