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在训练运动员奔跑中下肢向后的蹬踏力量时,有一种方法是让运动员腰部系绳拖汽车轮胎奔...

在训练运动员奔跑中下肢向后的蹬踏力量时,有一种方法是让运动员腰部系绳拖汽车轮胎奔跑,如图所示。一次训练中,运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量m=11kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑,经过t1=3s后速度达到v1=6m/s开始匀速跑,在匀速跑中的某时刻拖绳从轮胎上脱落,运动员立即减速。当运动员速度减为零时发现轮胎静止在其身后s0=2m处。已知轮胎与跑道间的动摩擦因数为μ=0.5,运动员奔跑中拖绳两结点AB间的距离L=2m、两结点间高度差视为定值H=1.2m;将运动员加速跑和减速过程视为匀变速运动,取g =10m/s2 求:

(1)加速阶段绳子对轮胎的拉力大小;

(2)运动员减速的加速度大小。

 

(1)70N(2)4.5m/s2 【解析】 试题(1)设加速阶段轮胎的加速度大小为a1,有:v=a1t1 设轮胎受到绳子的拉力F与水平方向的夹角为θ,地面支持力为N,摩擦力为f, 竖直方向:Fsinθ+N=mg 水平方向:Fcosθ-f=ma1 又有:f=μN 由题意得sinθ=0.6,cosθ=0.8 解得F=70N (2)设拖绳脱落后轮胎在地面滑行的加速度大小为a2、位移大小为x,运动员减速运动的加速度大小为a3; 轮胎减速过程:μmg=ma2 v2=2a2x 运动员减速过程:v2=2a3(x-Lcosθ+x0) 解得a3=4.5m/s2
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考点分析:
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如图所示,一光滑斜面固定在水平地面上,质量m=1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F,此后,物体到达C点时速度为零。每隔0.2s通过速度传感器测得物体的瞬时速度,下表给出了物体由A运动到C的部分测量数据。取 g =10m/s2

求:(1)斜面的倾角 

(2)恒力F的大小;

(3)t1.6s时物体的瞬时速度。

 

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汽车自O点由静止开始在平直公路上做匀加速直线运动,途中12s内依次经过PQ两根电线杆,已知PQ电线杆相距48m,车经过P时的速率为1m/s。求:

(1)车经过Q时的速率;

(2)OP间的距离。

 

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用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律.

(1)完成平衡摩擦力的相关内容:

①取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,________(选填静止释放轻推)小车,让小车拖着纸带运动.

②如果打出的纸带如图(b)所示的aF图象,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时___________.则应___________(选填增大减小)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹____________,平衡摩擦力才完成.

(2)(c)为研究在合力一定的条件下,物体的加速度与其质量的关系时所得的实验图象,横坐标m为小车上砝码的质量.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为______,小车的质量为______

 

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探究求合力的方法实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套、三角板和一把弹簧秤。

(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:

弹力F(N)

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

伸长量x(10-2m)

0.74

1.80

2.80

3.72

4.60

5.58

6.42

 

用作图法求得该弹簧的劲度系数k=________N/m;(保留两位有效数字)

_______

(2)某次实验中,图甲弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为__________N;同时利用(1)中结果获得图甲左边弹簧上的弹力值为3.0 N,请在图乙用力的图示画出这两个共点力的合力F______

(3)由图得F=__________N

 

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研究匀变速直线运动的实验中,打点计时器的工作频率为50Hz.纸带上依次打下计数点12...7的间距如图所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出,测得s1=1.40cms2=1.90cms3=2.38cms4=2.88cms5=3.39cms6=3.87cm

(1)部分实验步骤如下:

A.测量完毕,关闭电源,取出纸带

B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车

C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连

D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔

上述实验步骤的正确顺序是:_____________(用字母填写)

(2)图中标出的相邻两点的时间间隔T=_______s;点4对应的瞬时速度大小为v4=______m/s;(计算结果保留3位有效数字)

(3)图中纸带加速度大小为a=________m/s2,加速度的方向向______(选填)。(计算结果保留3位有效数字)

 

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