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滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力F...

滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时,滑板做匀速直线运动,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为108kg,试求(g取10m/s2,sin 37°=0.6,忽略空气阻力):
(1)水平牵引力的大小;
(2)滑板的速率;
(3)水平牵引力的功率.

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(1)对滑板和人整体受力分析,然后运用共点力平衡条件列式求解; (2)根据平衡条件求出支持力后,根据题中的支持力和速度关系公式求解滑板的速率; (3)直接根据功率与速度和牵引力关系公式求解. 【解析】 (1)以滑板和运动员为研究对象,其受力如图所示 由共点力平衡条件可得 FNcosθ=mg   ① FNsinθ=F    ② 由①、②联立,得 F=810N 即水平牵引力的大小810N. (2)由①式 FN= 根据题意 FN=kv2得 m/s 即滑板的速率为5m/s. (3)根据功率与速度和牵引力关系公式,牵引力的功率为  P=Fv=4050 W 即水平牵引力的功率4050W.
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考点分析:
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某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及质量m间关系的卖验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带上点求得.
(1)图(b)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz),由图中数据求出小车加速度值为______m/s2
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的manfen5.com 满分网数据如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线;
从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是______
次数12345678
小车加速度a/ms-21.901.721.491.251.000.750.500.30
小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67
manfen5.com 满分网/kg-14.003.503.002.52.001.401.000.60
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图(d),该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是______
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与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况是常用的计时仪器.如图(甲)所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.现利用如图(乙)所示的装置验证“机械能守恒定律”.方法是:在滑块上安装一遮光板,把滑块放在水平放置的气垫导轨上,通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连,连接好1、2两个光电门.在图示位置释放滑块后,光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2.已知滑块(含遮光板)质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为s、遮光板宽度为L(L远远小于s)、当地的重力加速度为g.
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(1)计算滑块上的遮光板先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式:v1=______,v2=______(用题目中给定的字母表示)
(2)本实验中验证机械能守恒的表达式为______(用题目中给定的字母表示)
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如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点),A和B距轴心O的距离分别为rA=R,rB=2R,且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm,两物块随着圆盘转动始终与圆盘保持相对静止.则圆盘转动的角速度从0逐渐增大的过程中,下列说法正确的是( )
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A.B所受合外力大于A所受合外力
B.A受到的摩擦力一直指向圆心
C.B受到的摩擦力一直指向圆心
D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为(2fm/mR)1/2
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manfen5.com 满分网如图所示,倾角为30°的斜面体固定在水平地面上,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的滑轮O(可视为质点).A的质量为m,B的质量为4m.开始时,用手托住A,使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动.将A由静止释放,在其下摆过程中B始终保持静止.则在绳子到达竖直位置之前,下列说法正确的是( )
A.物块B受到的摩擦力一直沿着斜面向上
B.物块B受到的摩擦力先减小后增大
C.绳子的张力一直增大
D.地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右
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如图所示,一个带电油滴从O点以初速度v向右上方射入无限大的匀强电场E中,v的方向与E方向成α角.现测得油滴到达运动轨迹的最高点P时速度大小仍为v,则下列说法正确的是( )
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A.P点可能在O点的右上方
B.P点可能在O点的左上方
C.到达最高点P时,重力和电场力对油滴做功的功率都为0
D.从抛出到最高点的过程中,油滴电势能的减少量一定等于重力势能的增加量
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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