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如图所示,人骑摩托车做腾跃特技表演,以1.0m/s的初速度沿曲面冲上高0.8m、...

如图所示,人骑摩托车做腾跃特技表演,以1.0m/s的初速度沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台,若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶,经过1.2s到达平台顶部,然后离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点,其连线水平。已知圆弧半径为R=1.0m,人和车的总质量为180kg,特技表演的全过程中不计一切阻力(计算中取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:

(1)人和车到达顶部平台的速度v;

(2)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离x;

(3)圆弧对应圆心角θ;

(4)人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。

 

(1)3m/s(2)1.2m(3)106°(4)7.74×103N 【解析】 (1)由动能定理可知: …………………………2分 v=3m/s ………………………………………………2分 (2)由可得:…………………………………2分 (3)摩托车落至A点时,其竖直方向的分速度 ……………………………………1分 设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α,则 ,即α=53°……………………………………2分 所以θ=2α=106°………………………………………………1分 (4)在摩托车由最高点飞出落至O点的过程中,由机械能守恒定律可得: ……………………………………………2分 在O点:…………………………2分 所以N=7740N 由牛顿第三定律可知,人和车在最低点O时对轨道的压力为7740N……………1分  
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考点分析:
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如图所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径为r细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端恰好与管口D端齐平.质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑,进入管口C端时与管壁间恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧,在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为Ep,已知小球与BC间的动摩擦因数μ=0.5.求:

(1)小球达到B点时的速度大小vB

(2)水平面BC的长度s

(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm.

 

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荡秋千是大家喜爱的一项体育运动.随着科技迅速发展,将来的某一天,同学们也会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量为M,半径为R,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°,引力常量为G.那么:

(1)该星球表面附近时重力加速度g等于多少?

(2)若经过最低位置的速度为v0,你能上升的最大高度是多少?

 

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如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10(小球每一次都从同一点由静止释放)球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律,已知重力加速度为g,小球的质量为m.

(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________ cm.

(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0________

(3)用测出的物理量表示出小球从AB过程中,重力势能的减少量ΔEp________,动能的增加量ΔEk________

 

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频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动规律.他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄,得到的频闪照片如图乙,O为抛出点,P为运动轨迹上某点.则根据平抛运动规律分析下列问题:

(1)乙图中,摄像头A所拍摄的频闪照片为________[选填“(a)”“(b)”]

(2)测得图乙(a)OP距离为45 cm(b)OP距离为30 cmg10 m/s2则平抛物体的初速度大小应为________m/sP点速度大小应为________m/s.

 

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如图所示,两个圆弧轨道固定在水平地面上,半径R相同,A轨道由金属凹槽制成,B轨道由金属圆管制成,均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球AB由静止释放,小球距离地面的高度分别用hAhB表示,对于下述说法中错误的是(  )

A.hA=hB≥2R,则两小球都能沿轨道运动到最高点

B.hA=hB,由于机械能守恒,两小球在轨道上上升的最大高度均为

C.适当调整hAhB,均可使两小球从轨道最高点飞出后再次进入圆形轨道运动

D.若使小球沿轨道运动并从最高点飞出,A小球在hAB小球在hB>2R的任意高度均可

 

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