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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1­所示,...

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/s,AB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=-1530 J,g10  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(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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如图所示,在距水平地面高为0.4 m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2kg的小球A半径R=0.3 m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上,其圆心OP点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B,用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内,两小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响。现给小球A一个水平向右的恒力F=50N(重力加速度g=10m/s2)(  )

A.把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20J

B.小球B运动到C处时的速度大小为0

C.小球B被拉到与小球A速度大小相等时,sin ∠OPB=

D.把小球B从地面拉到P的正下方时,小球B的机械能增加了6J

 

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如图所示,在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起,斜面足够长.在圆弧轨道上静止着N个半径为rr << R)的光滑小球(小球无明显形变),小球恰好将圆弧轨道铺满,从最高点A到最低点B依次标记为123……N.现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走,N个小球由静止开始沿轨道运动,不计摩擦与空气阻力,下列说法正确的是(   )

A.N个小球在运动过程中始终不会散开

B.1个小球从AB过程中机械能守恒

C.1个小球到达B点前第N个小球做匀加速运动

D.1个小球到达最低点的速度

 

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如图所示,一轻质弹簧一端固定在水平面上通过O点的转轴上,另一端与一质量为m的小环相连.环可以沿与水平方向成30°的光滑固定杆下滑,已知弹簧原长为L.现让环从O点的正上方距O点为LA点由静止开始下滑,环刚好滑到与O点处于同一水平面上的B点时速度变为零.则小环在从A点下滑到B点的过程中

A.小环的机械能守恒

B.弹簧的弹性势能一直变大

C.弹簧的最大弹性势能为mgL

D.A、B两点外,弹簧弹力做功的瞬时功率为零还有两处

 

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从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E等于动能Ek与重力势能Ep之和.取地面为重力势能零点,该物体的EEp随它离开地面的高度h的变化如图所示.重力加速度取10 m/s2.由图中数据可得

A.物体的质量为2 kg

B.h=0时,物体的速率为20 m/s

C.h=2 m时,物体的动能Ek=40 J

D.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J

 

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如图,固定在地面的斜面体上开有凹槽,槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球,各球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接,OA长度为6r。现将六个小球由静止同时释放,小球离开A点后均做平抛运动,不计一切摩擦。则在各小球运动过程中,下列说法正确的是(  )

A. 只有球6OA段机械能增大

B. 全过程中球1的机械能减少

C. 1的水平射程最小

D. 六个球落地点各不相同

 

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