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风洞可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。如图所示为风洞里模拟实验的示意图。...

风洞可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。如图所示为风洞里模拟实验的示意图。一质量为m=1kg的实验对象(可视为质点)套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角为θ=30°。风洞产生竖直向上的、大小F=20N的风力作用在实验对象上实验对象从M点由静止开始沿直杆向上运动已知实验对象与杆之间的动摩擦因数为m=。取g=10m/s2。求:

(1)实验对象刚开始运动时的加速度大小

(2)若杆上有一点N位于M点上方,且M、N两点间距为L=2.4m,欲使实验对象到达N点,求风力F作用的最短时间。

 

(1)a1=2.5 m/s2(2)1.2s 【解析】 试题分析在风力F作用时实验对象的受力:重力、拉力,杆的支持力和滑动摩擦力,采用正交分解法,根据牛顿第二定律求出加速度.实验对象先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,刚好到达N点时速度为零时,风力F作用的时间最短.由牛顿第二定律求出两个过程的加速度,由速度位移公式求出匀加速运动的位移,再求风力F作用的最短时间. (1)设在力F作用时,直杆对实验对象的支持力为,滑动摩擦力为,实验对象刚开始运动时的加速度大小为,则根据牛顿第二定律得: 沿杆方向有:; 垂直于杆方向有:;又 解得 (2)当小球到达N点的速度刚好为零,风力F作用的最短时间,设为.设撤去力F前小球上滑距离为x1,撤去力F后,小球上滑的加速度大小为,上滑距离为,刚撤去F时,小球的速度为v,则有, 根据牛顿第二定律得: 可得:, 由几何关系有:,联立解得  
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有一辆质量为800 kg的小汽车驶上圆弧半径为50 m的拱桥。取重力加速度大小g=10 m/s2

(1)若汽车到达桥顶时速度为5 m/s,求汽车对桥的压力大小。

(2)若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空,求汽车的速度大小。汽车对地面的压力过小是不安全的,对于同样的车速,请说明拱桥圆弧的半径大些比较安全,还是小些比较安全。

(3)如果拱桥的半径增大到与地球半径R=6400 km一样,汽车要在桥面上腾空,求汽车最小速度的大小。

 

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如图所示,飞机距地面高,水平飞行速度为,追击一辆速度为同向行驶的汽车,欲使投弹击中汽车,则:

1)炮弹在空中飞行多长时间?

2)飞机应在距汽车水平距离多远处投弹?

 

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可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏,如图所示,有一企鹅在倾角为 37°的倾斜冰面上,先以加速度 a=0.5m/s2 从冰面底部由静止开始沿直线向上奔跑”,t=8s 时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变).已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数 µ=0.25, sin37°=0.60,cos37°=0.80,重力加速度 g 10m/s2.求:

(1)企鹅向上奔跑的位移大小;

(2)企鹅在冰面向前滑动的加速度大小;

(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小.(结果可用根式表示)

 

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如图所示为某同学设计的一个探究小车的加速度与小车所受拉力及质量关系的实验装置简图,小车的质量为,沙和沙桶的质量为

1)下列说法正确的是________

A.每次改变小车质量时,需要重新平衡摩擦力      B.实验时应先接通电源后释放小车

C.在探究加速度与质量关系时,应作图象    D.用秒表测出小车运动的时间

2)实验中要进行质量的选取,以下最合理的一组是________

A.

B.

C.

D.

 

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研究平抛物体运动的实验中:

1)下列措施中能减小实验误差的措施为_________(选填序号)

A.斜槽轨道末端切线必须水平    B.斜槽轨道必须光滑

C.每次要平衡摩擦力    D.小球每次应从斜槽同一位置静止释放

2)小李同学得到的轨迹如图所示,其中点为平抛运动的起点,根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度________,(

 

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