【題目】在游樂節(jié)目中,選手需借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上。如圖,我們將選手簡(jiǎn)化為質(zhì)量m=60kg 的質(zhì)點(diǎn),選手抓住繩由靜止開始擺動(dòng),此時(shí)繩與豎直方向夾角α=53°,繩長(zhǎng) L=2m,繩的懸掛點(diǎn)O 距水面的高度為 H=3m。不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量,浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì),水足夠深。取重力加速度 g = 10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩的拉力的大小 F;
(2)若選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入水中。設(shè)水對(duì)選手的平均浮力 f 浮=800N,平均阻力 f 阻=700N,求選手落入水中的深度d。
(3)若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手,小明認(rèn)為繩越長(zhǎng),在浮臺(tái)上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn);小陽(yáng)卻認(rèn)為繩越短,落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)。請(qǐng)通過推算說明你的觀點(diǎn)。
【答案】(1)1080N;(2)1.2m;(3)均不正確。當(dāng)繩長(zhǎng)越接近1.5m時(shí),落點(diǎn)越遠(yuǎn)。
【解析】
(1)選手?jǐn)[到最低點(diǎn)的過程中,機(jī)械能守恒,有:
在最低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律:
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:
根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)繩的拉力與繩對(duì)人的拉力是作用力與反作用力的關(guān)系,所以有:F=F′,則F=1080N;
(2)選手從松手到到達(dá)水中最深處過程中,由動(dòng)能定理得:
解得:
,
代入數(shù)據(jù)解得:d=1.2m;
(3)選手從最低點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)
水平方向上有:
x=vt
豎直方向上有:
以上三式聯(lián)立解得:
當(dāng)時(shí),x有最大值,解得:
l=1.5m
因此,兩人的看法均不正確。當(dāng)繩長(zhǎng)越接近1.5m時(shí),落點(diǎn)越遠(yuǎn)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為了“探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”,查資料得知,彈簧的彈性勢(shì)能Ep=kx2,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧長(zhǎng)度的變化量。
某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球(質(zhì)量為m)運(yùn)動(dòng)來(lái)探究這一問題。
為了研究方便,把小鐵球O放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn),讓小球O在彈力作用下運(yùn)動(dòng),即只有彈簧推力做功。
該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:
首先進(jìn)行如圖甲所示的實(shí)驗(yàn):將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來(lái),在彈簧的另一端掛上小鐵球O,靜止時(shí)測(cè)得彈簧的伸長(zhǎng)量為d。
在此步驟中,目的是要確定物理量_____,用m、d、g表示為_____。
接著進(jìn)行如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):將這根彈簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小鐵球壓縮,測(cè)得壓縮量為x,釋放彈簧后,小鐵球被推出去,從高為h的水平桌面上拋出,小鐵球在空中運(yùn)動(dòng)的水平距離為L。
小鐵球的初動(dòng)能Ek1=_____。
小鐵球的末動(dòng)能Ek2=_____。
彈簧對(duì)小鐵球做的功W=_____。(用m、x、d、g表示)
對(duì)比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”,即在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,在處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖甲所示,在處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說法正確的是( )
A.該波的周期為
B.處的質(zhì)點(diǎn)具有正方向的最大速度時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)具有負(fù)方向的最大加速度
C.在內(nèi)處和處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程均為
D.該波的傳播速度可能為0.15
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,a為放在赤道上相對(duì)地球靜止的物體,隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星(軌道半徑等于地球半徑),c為地球的同步衛(wèi)星,以下關(guān)于a、b、c的說法中正確的是( )
A. b、衛(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)線速度大于7.9km/s
B. a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為aa>ab>ac
C. a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系為Tc>Tb >Ta
D. 在b、c中,b的動(dòng)能最大,c的機(jī)械能最大。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán),套在水平放置的粗糙絕緣細(xì)桿上,圓環(huán)直徑略大于細(xì)桿直徑。已知細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,給圓環(huán)初速度使其向右運(yùn)動(dòng)起來(lái),在運(yùn)動(dòng)過程中圓環(huán)的電荷量不變,經(jīng)歷變速運(yùn)動(dòng)后圓環(huán)最終處于平衡狀態(tài)。則從開始運(yùn)動(dòng)到最終處于平衡狀態(tài),圓環(huán)克服摩擦力做的功可能為( )
A.0B.C.D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減小。某同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,如圖甲所示,將壓敏電阻平放在電梯內(nèi),受壓面朝上,在上面放一物體,電梯靜止時(shí)電壓表示數(shù)為,電源內(nèi)阻不能忽略。若在某個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,電壓表的示數(shù)變化如圖乙所示,則下列說法正確的是( 。
A.時(shí)間內(nèi)電梯內(nèi)的物體處于超重狀態(tài)
B.時(shí)間內(nèi)電梯內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)
C.時(shí)間內(nèi)電梯可能處于勻加速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
D.時(shí)間內(nèi)電梯可能處于勻減速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,MN和PQ為兩根光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌,并將其固定在水平地面上,虛線ef左側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道面向下,右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道面向上。在垂直導(dǎo)軌MN的方向上放著金屬棒ab和cd,分別處于ef右側(cè)和左側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。用平行于導(dǎo)軌MN方向的外力拉動(dòng)導(dǎo)體棒ab,使其沿軌道運(yùn)動(dòng),這時(shí)可以觀察到金屬棒cd向左運(yùn)動(dòng)。設(shè)整個(gè)過程中,金屬棒ab和cd都不會(huì)離開各自所在的有界磁場(chǎng)區(qū)域。下列說法正確的是( )
A.金屬棒cd中電流方向從d→c
B.金屬棒ab中電流方向從b→a
C.金屬棒ab可能向左勻加速運(yùn)動(dòng)
D.金屬棒ab一定向左勻減速運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為m2的人相連,輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37°,物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài)。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)
(1)輕繩OA、OB受到的拉力分別是多大?
(2)若人的質(zhì)量m2=60kg,人與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,欲使人在水平面上不滑動(dòng),則物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角θ=30°的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量均為m,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一垂直斜面的固定擋板.系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)開始用一沿斜面方向的力F拉物塊A使之以加速度a向上做勻加速運(yùn)動(dòng),物塊B剛要離開C時(shí)力F的大小恰為2mg.則( )
A.物塊B剛要離開C時(shí)受到的彈簧彈力為
B.加速度
C.這個(gè)過程持續(xù)的時(shí)間為
D.這個(gè)過程A的位移為
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