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如图,是游乐场的一项娱乐设备.一环形座舱装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处...

如图,是游乐场的一项娱乐设备.一环形座舱装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下,落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落的高度为H=75m,当落到离地面h=30m的位置时开始制动,座舱均匀减速.在一次娱乐中,某同学把质量m=6kg的书包放在自己的腿上.g10m/s2,不计座舱与柱子间的摩擦力及空气阻力.

(1)当座舱落到离地面h1=60mh2=20m的位置时,求书包对该同学腿部的压力各是多大;

(2)若环形座舱的质量M=4×103kg,求制动过程中机器输出的平均功率.

 

(1)(2)1.5×106W 【解析】 本题考查物体在自由下落和减速下降过程中的受力和功率问题,需运用运动学公式、牛顿运动定律、功率等知识求解. (1)当座舱距地面h1=60m时,书包处于完全失重状态.故书包对该同学的压力F1=0. 座舱自由下落高度为H-h=(75-30)m=45m时,座舱开始制动,设此时的速度为v,由运动学公式得 座舱制动过程做匀减速直线运动,设其加速度大小为a,则有 联解得:a=15m/s2,方向竖直向上. 设此过程中书包受到腿的支持力为F2,根据牛顿第二定律,对书包有 代入数据可得 根据牛顿第三定律有:该同学腿部受到的压力 (2)设制动过程中座舱所受的制动力为F,经历的时间为t, 由运动学公式得: 根据牛顿第二定律,对座舱有 座舱克服制动力做功 机器输出的平均功率 联立解得P=1.5×106W  
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考点分析:
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某学习小组利用图甲所示的电路测量电源的电动势及内阻.

(1)按照原理图甲将图乙中的实物连线补充完整________

(2)正确连接电路后,进行如下实验.

①闭合开关S,通过反复调节滑动变阻器R1R2,使电流表A3的示数为0,此时电流表A1、A2的示数分别为100.0 mA80.0 mA,电压表V1、V2的示数分别为1.60 V1.00 V.

②再次反复调节R1R2,使电流表A3的示数再次为0,此时电流表A1、A2的示数分别为180.0 mA40.0 mA,电压表V1、V2的示数分别为0.78 V1.76 V.

i.实验中调节滑动变阻器R1R2,当电流表A3示数为0时,电路中B点与C点的电势______.(选填相等不相等”)

ii.为了提高测量的精确度,电流表A3的量程应选择________

A.0~0.6 A   B.0~100 mA    C.0~500 μA

测得电源的电动势E =_______V,内阻r =_______Ω.(结果保留3位有效数字)

 

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某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数的实验.在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门,水平平台上A点右侧摩擦很小,可忽略不计,左侧为粗糙水平面,当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下:

A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片;

B.用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量mamb

C.在ab间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻短弹簧,静止放置在平台上:

D.烧断细线后,ab瞬间被弹开,向相反方向运动:

E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t

F.滑块a最终停在C点(图中未画出),用刻度尺测出AC之间的距离Sa

G.小球b从平台边缘飞出后,落在水平地面的B点,用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离sb

H.改变弹簧压缩量,进行多次测量.

1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度,如图乙所示,则挡光片的宽度为________mm

2)该实验要验证动量守恒定律,则只需验证两物体ab弹开后的动量大小相等,即a的动量大小____________等于b的动量大小___________;(用上述实验所涉及物理量的字母表示)

3)改变弹簧压缩量,多次测量后,该实验小组得到小滑块aSa关系图象如图丙所示,图象的斜率为k,则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为____________.(用上述实验数据字母表示)

 

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如图所示光滑水平桌面放置着物块 A,它通过轻绳和轻质滑轮 悬挂着物块 B,已知 A 的质量为 m,B 的质量为 3m,重力加速 度大小为 g,静止释放物块 A、B 后(

A.相同时间内,A、B 运动的路程之比为 2:1

B.物块 A、B 的加速度之比为 1:1

C.细绳的拉力为

D. B 下落高度 h 时,速度为

 

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如图所示,竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接,不计一切摩擦.圆心O点正下方放置为2m的小球A,质量为m的小球B以初速度v0向左运动,与小球A发生弹性碰撞.碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道,则小球B的初速度v0可能为(  )

A. B. C. D.

 

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如图所示,竖直放置的两平行金属板,长为L,板间距离为d,接在电压为U的直流电源上,在两板间加一磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q的带正电油滴,从距金属板上端高为h处由静止开始自由下落,并经两板上端连线的中点P进入板间。油滴在P点所受的电场力与洛伦兹力大小恰好相等,且最后恰好从金属板的下边缘离开。空气阻力不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  

A.油滴刚进入两板间时的加速度大小为g

B.油滴开始下落的高度h

C.油滴从左侧金属板的下边缘离开

D.油滴离开时的速度大小为

 

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