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美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞...

美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”,飞行员将飞艇开到6000m的高空后,让飞艇由静止下落,以模拟一种微重力的环境.下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍,这样,可以获得持续25s之久的失重状态,大学生们就可以进行微重力影响的实验.紧接着飞艇又做匀减速运动,若飞艇离地面的高度不得低于500m.重力加速度g取10m/s2,试计算:

(1)飞艇在25s内所下落的高度;

(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力至少是其重力的多少倍.

 

(1)飞艇在25s内所下落的高度为3000m; (2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力至少是其重力的2.152倍. 【解析】【解析】 (1)设飞艇在25s内下落的加速度为a1,根据牛顿第二定律可得mg﹣F1=ma1 解得: 飞艇在25s内下落的高度为 (2)25s后飞艇将做匀速运动,开始减速时飞艇的速度v为 v=a1t=240m/s 减速运动下落的最大高度为 h2=(6000﹣3000﹣500)m=2500m 减速运动飞艇的加速度大小a2至少为 设座位对大学生的支持力为FN,则 FN﹣mg=ma2, FN=m(g+a2)=2.152mg F'N=﹣FN 即大学生对座位压力至少是其重力的2.152倍. 答:(1)飞艇在25s内所下落的高度为3000m; (2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力至少是其重力的2.152倍. 【点评】本题主要考查了牛顿第二定律和匀变速直线运动基本公式的应用,难度适中.  
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考点分析:
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如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,表给出了部分测量数据.(重力加速度g=10m/s2)求:

t(s)

0.0

0.2

0.4

1.2

1.4

1.6

v(m/s)

0.0

1.0

2.0

1.1

0.7

0.3

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(1)斜面的倾角α;

(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ;

(3)t=0.6s时的瞬时速度v.

 

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如图所示,质量为4kg的物体在水平面上受到大小为20N,方向与水平面成37°角斜向上的拉力F的作用,沿水平面做速度为2m/s的匀速运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,g取10m/s2,求:

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(1)拉力F的大小.

(2)撤去F后物体滑行的距离.

 

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某同学设计了一个“探究加速度a与力F、质量M的关系”的实验.如图1为该实验装置图,其中砂桶及砂的总质量为m.

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(1)探究时,为了让小车所受的合外力近似等于砂和砂桶的重力应采取的措施和满足的条件有:①      ;②     

(2)该同学保持砂和砂桶的总质量不变,改变小车质量M,探究加速度a和小车质量M的关系,得到的实验数据如下表:

实验次数

1

2

3

4

5

小车加速度a(m/s2

1.99

1.23

1.01

0.67

0.49

小车质量M(kg)

0.25

0.40

0.50

0.75

1.00

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4.00

2.50

2.00

1.33

1.00

为了直观反映F不变时a与M的关系,请根据上表数据在图2坐标纸中作出满分5 manfen5.com图象.

(3)由图象可得F不变时,小车的加速度a与质量M之间的关系是:     

(4)另有一同学在该实验中得到了一条如图3所示的纸带.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.在纸带上选择13个打点,其中1、3、5、7、9、11、13号打点作为计数点,分别测得x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.96cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm.

则打点计时器打下7号打点时瞬时速度的大小是      m/s;小车运动的加速度的大小是      m/s2(计算结果保留两位有效数字).

 

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某同学为探究求合力的方法,做了如图所示的实验.ABCD为竖直平板,E、F两处固定了摩擦不计的轻质滑轮,滑轮的轴保持水平,所用绳子的质量可不计.第一次实验中,当装置平衡时,绳子的结点在O处,拉力的方向和钩码的位置如图所示.第二次实验时,仅把右侧滑轮的位置移动到图中的G点,待稳定后,∠EOF将      (填“变大”、“变小”或“不变”),绳子结点O的位置将

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A.竖直向下移动

B.水平向右移动

C.沿EO方向移动

D.沿FO方向移动.

 

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如图所示,以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有2s将熄灭,此时汽车距离停车线18m.该车加速时最大加速度大小为2m/s2,减速时最大加速度大小为5m/s2.此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s,下列说法中正确的有(  )

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A.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线

B.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速

C.如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线

D.如果距停车线5m处减速,汽车能停在停车线处

 

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