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某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开...

某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落.他打开降落伞后的速度图线如图a.降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图b.已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f与速度v成正比,即f=kv (g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:

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(1)打开降落伞前人下落的距离为多大?

(2)求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向?

(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?

 

(1)打开降落伞前人下落的距离为20m; (2)求阻力系数k为200N/m,打开伞瞬间的加速度a的大小为30m/s2,方向竖直向上. (3)悬绳能够承受的拉力至少为312.5N. 【解析】 试题分析:(1)根据速度位移公式求出打开降落伞前人下落的高度. (2)抓住平衡,根据kv=(m1+m2)g求出阻力系数,根据牛顿第二定律求出加速度的大小. (3)对人分析,根据牛顿第二定律求出拉力的大小. 【解析】 (1)根据速度位移公式得:, (2)最后匀速下降时有:kv=(m1+m2)g 代入数据解得:k=200N•s/m 打开伞瞬间对整体:kv0﹣(m1+m2)g=(m1+m2)a 解得:==30m/s2. 方向竖直向上 (3)设每根绳拉力为T,以运动员为研究对象有:8Tcosα﹣m1g=m1a, 解得:T=N=312.5N. 由牛顿第三定律得:悬绳能承受的拉力为至少为312.5N 答:(1)打开降落伞前人下落的距离为20m; (2)求阻力系数k为200N/m,打开伞瞬间的加速度a的大小为30m/s2,方向竖直向上. (3)悬绳能够承受的拉力至少为312.5N. 【点评】本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用,关键合理地选择研究的对象,运用牛顿第二定律进行求解,难度不大.  
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考点分析:
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图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.

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(1)完成下列实验步骤中的填空:

①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列      的点.

②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.

③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸袋,在纸袋上标出小车中砝码的质量m.

④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.

⑤在每条纸带上清晰的部分,设5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.

⑥以砝码的质量m为横坐标满分5 manfen5.com为纵坐标,在坐标纸上做出满分5 manfen5.com﹣m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则满分5 manfen5.com与m处应成      关系(填“线性”或“非线性”).

(2)完成下列填空:

(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是     

(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3.a可用s1、s3和△t表示为a=     .图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=      mm,s3=      mm.由此求得加速度的大小a=      m/s2

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(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为     ,小车的质量为    

 

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某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.

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①他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析.如图2所示.其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为六个计数点.根据以上数据,当打点到B点时重锤的速度      m/s,计算出该对应的满分5 manfen5.com=

m2/s2,gh=      m2/s2,可认为在误差范围内存在关系式     ,即可验证机械能守恒定律.(g=9.8m/s2

②他继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,并以满分5 manfen5.com为纵轴、以h为横轴画出的图象,应是图中的     

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如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两点,A上带有Q=3.0×10﹣6C的正电荷,两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2,A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取g=10m/s2;静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,A、B球可视为点电荷),则(  )

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A.支架对地面的压力大小为2.0N

B.两线上的拉力大小F1=F2=1.9N

C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225N,F2=1.0N

D.B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=1N

 

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如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上,两者用长为L的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍,A放在距离转轴L处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动.开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是(  )

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A.当满分5 manfen5.com时,A、B相对于转盘会滑动

B.当满分5 manfen5.com时,绳子一定有弹力

C.满分5 manfen5.com范围内增大时,B所受摩擦力变大

D.满分5 manfen5.com范围内增大时,A所受摩擦力一直变大

 

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如图所示,某物体自空间O点以水平初速度v0抛出,落在地面上的A点,其轨迹为一抛物线.现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与OA完全重合的位置上,然后将此物体从O点由静止释放,受微小扰动而沿此滑道滑下,在下滑过程中物体未脱离滑道.P为滑道上一点,OP连线与竖直方向成45°角,则此物体(  )

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A.由O运动到P点的时间为满分5 manfen5.com

B.物体经过P点时,速度的水平分量为 满分5 manfen5.com

C.物体经过P点时,速度的竖直分量为v0

D.物体经过P点时的速度大小为2v0

 

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