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我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示,质量...

我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示,质量m=60 kg的运动员从长直助滑道ABA处由静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度vB=24 m/sAB的竖直高度差H=48 m为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5 m,运动员在BC间运动时阻力做功W=–1 530 J,取g=10 m/s2

1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小;

2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。

 

(1)144 N(2)12.5 m 【解析】试题分析:(1)运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动,设AB的长度为x,斜面的倾角为α,则有 vB2=2ax 根据牛顿第二定律得 mgsinα﹣Ff=ma 又 sinα= 由以上三式联立解得 Ff=144N (2)设运动员到达C点时的速度为vC,在由B到达C的过程中,由动能定理有 mgh+W=mvC2-mvB2 设运动员在C点所受的支持力为FN,由牛顿第二定律得 FN﹣mg=m 由运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍,即有 FN=6mg 联立解得 R=12.5m
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考点分析:
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如图甲所示,质量为m2kg的物体置于倾角为θ37°的固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,当作用时间为t11 s时撤去拉力,物体运动的部分vt图象如图乙所示,g10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8,求:

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ

(2)拉力F的大小.

 

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一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g。

     

(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为__________;(用m、g、s、h等四个字母表示)

(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:

弹簧压缩量x/cm

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小球飞行水平距离s/cm

20.10

30.00

40.10

49.90

 

69.90

 

根据表中已有数据,表中缺失的数据可能是s=________________cm;

(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为________。(用L、h、y等三个字母表示)

 

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某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车M的前端粘有橡皮泥,推动小车M使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车N相碰并粘合成一体,继续做匀速直线运动。他设计的装置如图甲所示。在小车M后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。

(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上)

A为运动的起点,则应选_________段来计算M碰前的速度。应选______段来计算MN碰后的共同速度(以上两空选填“AB”、“BC”、“CD”“DE”)。

(2)已测得小车M的质量m1=0.4 kg,小车N的质量为m2=0.2 kg,则碰前两小车的总动量为____  kg·m/s,碰后两小车的总动量为_______kg·m/s。

 

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如图所示,AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行已知A的质量为4mBC的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态释放AA沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面下列说法正确的是(    )

A. 斜面倾角α=30°

B. A获得最大速度为

C. C刚离开地面时,B的加速度最大

D. 从释放AC刚离开地面的过程中,AB小球组成的系统机械能先增加后减少

 

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如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻质小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是

A. 环到达B处时,重物上升的高度h=d/2

B. 环到达B处时,环与重物的速度大小相等

C. 环从AB环减少的机械能等于重物增加的机械能

D. 环能下降的最大高度为4d/3

 

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