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(15分)如图所示,是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施,轨道CD部分粗糙,μ=...

(15分)如图所示,是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施,轨道CD部分粗糙,μ=0.1,其余均光滑。第一个圆管轨道的半径R=4m,第二个圆管轨道的半径r=3.6m。一挑战者质量m=60kg,沿斜面轨道滑下,滑入第一个圆管形轨道(假设转折处无能量损失),挑战者到达A、B两处最高点时刚好对管壁无压力,然后从平台上飞入水池内,水面离轨道的距离h=1m。g取10 m/s2,管的内径忽略不计,人可视为质点。

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求:(1)挑战者若能完成上述过程,则他应从离水平轨道多高的地方开始下滑?(2)CD部分的长度是多少?(3)挑战者入水时速度的大小和方向?

 

⑴ 10m  ⑵64m  ⑶ 16 m/s 与水面的夹角θ=arctan5/8 【解析】 试题分析:(1)(4分)在A点无压力,则 mg=mvA2/R      (1分) 设从离水平轨道高为H处开始下滑,从静止开始到A由动能定理得  mgH=mg·2R+ mvA2/2       (2分)解得 H=10m       (1分) (2)(7分)从开始下滑到C点,由动能定理得mgH=mvC2/2       (1分) 在B点无压力,则 mg=mvB2/r         (1分) 从D点到B点,由动能定理得mvD2/2=mg·2r+ mvB2/2       (2分) 从C点到D点,由动能定理得-μmgSCD=mvD2/2- mvC2/2         (2分) 解得 SCD=64m         (1分) (3)(5分)设落水点为E,落水时,竖直方向vy2=2gh   (1分) 解得 vy=10m/s (1分) 水平方向速度大小为vD不变。 解得得vE ≈16 m/s。(1分) 设方向与水面成θ,所以tanθ=vy/vD=5/8。   (1分) 解得θ=arctan5/8    (1分) 考点: 本题考查动能定理、圆周运动。
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考点分析:
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(10分)高压输电线及支撑电线的铁塔,可将之视为如图所示的结构模型。已知铁塔(左右对称)质量为m,塔基宽度为d,塔高为H,相邻铁塔间输电线的长度为L,其单位长度的质量为m0,输电线顶端的切线与竖直方向成θ角。求:

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(1)每个铁塔对塔基的压力;

(2)输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为多少?

 

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(1)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的(甲)或(乙)方案来进行。

①比较这两种方案,     (填“甲”或“乙”)方案好些。

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②如图是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图中所示,已知相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s.物体运动的加速度a=              ;该纸带是采用          (填“甲”或“乙”)实验方案得到的.

(2)如图a,某同学要测量滑块与长木板间的动摩擦因数μ,没有打点计时器,他用一滴瓶作计时工具,已知从滴瓶的滴管中每隔一定时间会有一小液滴落下,将滴瓶放在滑块上,取一带有均匀刻度线的长木板,木板水平放置时,滑块放在木板左端,然后轻推滑块,给它一向右的初速度,结果在木板上得到如图b所示的液滴点迹;若将木板的右端A适当抬起,使木板与水平方向成a角,然后让滑块在A端开始下滑,结果在木板上得到如图c所示的液滴点迹,则根据图b、c可计算得到动摩擦因数μ=                 .

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某兴趣小组利用平抛运动知识测量某农庄水平喷水口的流量(单位时间内从管口喷出的水的体积),方法如下:

(1)先用游标卡尺测量喷水口的内径D。A、B、C、D图中,测量方式正确的是      

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(2)右上图为正确测量得到的结果,由此可得喷水口的内径D=        m。

(3)打开水阀,让水从喷水口水平喷出,稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x,竖直距离为y,则喷出的水的初速度v0         (用x、y、g表示)。

(4)根据上述测量值,可得水管内水的流量Q        (用D、x、y、g表示)

 

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如图所示,曲面PC和斜面PD固定在水平面MN上,C、D处平滑连接,O点位于斜面顶点P的正下方。某人从顶端P由静止开始分别沿曲面和斜面滑下,经过C、D两点后继续运动,最后停在水平面的A、B两处。各处材质相同,忽略空气阻力,则

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A.此人在曲面PC和斜面PD上克服摩擦力做功一定相等

B.此人沿PCA和沿PDB运动克服摩擦力做功一定不相等

C.距离OA一定等于OB

D.距离OA一定小于OB

 

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将一只苹果斜向上抛出,苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3.图中曲线为苹果在空中运行的轨迹.若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是:

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A.苹果通过第1个窗户所用的时间最短

B.苹果通过第3个窗户的平均速度最大

C.苹果通过第1个窗户重力做的功最大

D.苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小

 

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