满分5 > 高中物理试题 >

某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为s.比赛时.某同学将球置于球...

某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为s.比赛时.某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v时,再以v做匀速直线运动跑至终点.整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ,如图所示,设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g.
(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k;
(2)求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式;
(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v,而球拍的倾角比θ大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件.

manfen5.com 满分网
(1)在匀速运动阶段,受力平衡,根据平衡条件列式即可求解; (2)加速阶段,设球拍对球的支持力为N′,根据牛顿第二定律即可求解; (3)根据牛顿第二定律求出球沿球拍面下滑的加速度,当球运动的位移小于等于r时,球不从球拍上掉落,根据运动学基本公式列式即可求解. 【解析】 (1)在匀速运动阶段,有mgtanθ=kv 得k= (2)加速阶段,设球拍对球的支持力为N′,有 N′sinθ-kv=ma N′cosθ=mg 得tanθ=+tanθ (3)以速度v匀速运动时,设空气阻力与重力的合力为F,有F= 球拍倾角为θ+β时,空气阻力与重力的合力不变,设球沿球拍面下滑的加速度大小为a′,有 Fsinβ=ma′ 设匀速跑阶段所用时间为t,有t=- 球不从球拍上掉落的条件a′t2≤r 得sinβ≤ 答:(1)空气阻力大小与球速大小的比例系数k为; (2)在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式为tanθ=+tanθ; (3)β应满足的条件为sinβ≤.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
滑沙游戏中,游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下.为了安全,滑沙车上通常装有刹车手柄,游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F,从而控制车速.为便于研究,作如下简化:游客从顶端A点由静止滑下8s后,操纵刹车手柄使滑沙车匀速下滑至底端B点,在水平滑道上继续滑行直至停止.已知游客和滑沙车的总质量m=70kg,倾斜滑道AB长LAB=128m,倾角θ=37°,滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数μ=0.5.滑沙车经过B点前后的速度大小不变,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力.
(1)求游客匀速下滑时的速度大小.
(2)求游客匀速下滑的时间.
(3)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为16m,则他在此处滑行时,需对滑沙车施加多大的水平制动力?

manfen5.com 满分网 查看答案
在验证机械能守恒定律的实验中,质量为m 的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:
manfen5.com 满分网
(1)该实验所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需______(填字母代号)中的器材.
A.直流电源、天平及砝码                 B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码                 D.交流电源、毫米刻度尺
(2)打点计时器打下记数点B时,物体的速度VB=______ m/s(保留两位有效数字);
(3)从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量△EP=______ J,动能的增加量△EK=______  J(保留两位有效数字);
(4)根据题中提供的条件,可求出重锤实际下落的加速度a=______ m/s2.(保留两位有效数字)
(5)即使在实验操作规范,数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验测得的△EP 也一定略大于△EK,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因为______
查看答案
如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,下列说法正确的是 ( )
manfen5.com 满分网
A.为减小实验误差,长木板应水平放置
B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C.小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动,当橡皮筋拉恢复原长后小车做匀速运动
D.应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度
查看答案
人造地球卫星做半径为r,线速度大小为v的匀速圆周运动.当其角速度变为原来的manfen5.com 满分网倍后,运动半径变为    ,线速度大小变为    查看答案
质点做直线运动,其s-t关系如图所示,质点在0-20s内的平均速度大小为    m/s质点在    时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度.
manfen5.com 满分网 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.