【題目】2022年冬奧會(huì)將在北京舉行,屆時(shí)會(huì)有許多精彩刺激的比賽,單板高山滑雪U形池就是其中之一。它的場(chǎng)地是長(zhǎng)約120米,深為4.5米,寬 15米的U形滑道(兩邊豎直雪道與池底雪道由圓弧雪道連接組成,橫截面像U字形狀),整條賽道的平均坡度18°.選手在高處助滑后從U形池一側(cè)邊緣(示意圖中A點(diǎn))進(jìn)入賽道,沿U型池滑行至另一側(cè)豎直軌道,從B點(diǎn)躍起在空中做出各種抓板旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作,完成動(dòng)作落入軌道再滑向?qū)?cè),如此反復(fù)躍起完成難度不同的動(dòng)作,直至滑出賽道完成比賽,裁判根據(jù)選手完成動(dòng)作的難易和效果打分。

(1)選手出發(fā)時(shí)要先經(jīng)過一段傾斜坡道助滑(如情景圖),設(shè)坡度傾角為α,滑板與雪面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,求選手沿此斜面坡道向下滑行的加速度大小。

(2)在高中物理學(xué)習(xí)中,對(duì)于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)往往采用分解的研究方法,比如對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的研究。

a.運(yùn)動(dòng)員沿U形池從A滑行到B的過程是一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),請(qǐng)你用分解的方法來(lái)研究這個(gè)運(yùn)動(dòng),并描述你的分解結(jié)果。

b..在平昌冬奧會(huì)上,傳奇名將肖恩懷特在賽道邊緣躍起時(shí)以外轉(zhuǎn)1440°(以身體為軸外轉(zhuǎn)四周)超高難度的動(dòng)作奪得該項(xiàng)目的冠軍,為了簡(jiǎn)化以達(dá)到對(duì)特定問題的求解,此過程中他可視為質(zhì)點(diǎn),設(shè)每轉(zhuǎn)一周最小用時(shí)0.5秒,他起跳時(shí)速度與豎直賽道在同一平面內(nèi),與豎直向上的夾角為20°,下落到與起跳點(diǎn)同一高度前要完成全部動(dòng)作,全過程忽略空氣阻力,求他起跳的最小速度為多少?

(g10m/s2 sin20°=0.34 cos20°=0.94)

【答案】(1)gsinα﹣μgcosα(2)a.可以將該運(yùn)動(dòng)沿滑道坡度方向和U型截面方向分解;沿坡道方向可能做勻速直線或勻加速直線運(yùn)動(dòng);沿截面方向做自由落體運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng),勻減速直線運(yùn)動(dòng),豎直上拋運(yùn)動(dòng);b..他起跳的最小速度為10.6m/s

【解析】解:(1)受力分析如圖,將mg分解

由牛頓第二定律:mgsinα- f = ma

滑動(dòng)摩擦力 f = μmgcosα

得出 a = gsinα - μgcosα

(2)a. 可以將該運(yùn)動(dòng)沿滑道坡度方向和U型截面方向分解;

沿坡道方向可能做勻速直線或勻加速直線運(yùn)動(dòng);

沿截面方向做自由落體運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng),勻減速直線運(yùn)動(dòng),豎直上拋運(yùn)動(dòng);

b. 動(dòng)作總用時(shí)T=2s

將選手的運(yùn)動(dòng)分解為水平和豎直兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),豎直方向上勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

上升過程運(yùn)動(dòng)時(shí)間 T1 = t/2 = 1s

出發(fā)時(shí)速度的豎直分量 vy = gt1 = 10m/s

出發(fā)時(shí)最小速度 v=vy/cosα=10.6m/s

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一根勁度系數(shù)為的輕質(zhì)橡皮筋豎直放置,將其一端固定在天花板上的點(diǎn),另一端穿過一固定平板上的光滑小孔系住一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,物塊置于點(diǎn)正下方水平地面上的點(diǎn),在同一豎直線上,當(dāng)橡皮筋豎直自由放置時(shí),兩點(diǎn)間距離恰為橡皮筋的原長(zhǎng),現(xiàn)將物塊置于點(diǎn)右側(cè)且逐漸增大距點(diǎn)的距離,物塊撤去外力后依然保持靜止,則在此過程中下列說法正確的是

A. 物塊對(duì)地面的壓力逐漸減小

B. 物塊對(duì)地面的壓力始終不變

C. 物塊與地面間的摩擦力逐漸變小

D. 物塊與地面間的摩擦力始終不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】 DIS研究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示,實(shí)驗(yàn)中用所掛鉤碼的重量作為細(xì)線對(duì)小車的拉力F.通過增加鉤碼的數(shù)量,多次測(cè)量,可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象.他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a﹣F圖線,如圖(b)所示.

1)圖線 (選填“①”“②”) 是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的;

2)在軌道水平時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的阻力Ff= N;

3)(單選)圖(b)中,拉力F較大時(shí),a﹣F圖線明顯彎曲,產(chǎn)生誤差.為避免此誤差可采取的措施是

A.調(diào)整軌道的傾角,在未掛鉤碼時(shí)使小車能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)

B.在增加鉤碼數(shù)量的同時(shí)在小車上增加砝碼,使鉤碼的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量

C.將無(wú)線力傳感器捆綁在小車上,再將細(xì)線連在力傳感器上,用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力

D.更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格,采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為的列車,沿平直的軌道由靜止開始出發(fā),以額定功率運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力f大小恒定,經(jīng)過后速度達(dá)到最大行駛速度此時(shí)司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方處的軌道旁山體塌方,便立即緊急剎車,這時(shí)所加的制動(dòng)力為,結(jié)果列車正好到達(dá)軌道毀壞處停下

列車在行駛過程中所受的阻力f的大。

列車的額定功率P

列車的總行程x

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某次實(shí)驗(yàn)時(shí)碰撞前B滑塊靜止,A滑塊勻速向B滑塊運(yùn)動(dòng)并發(fā)生碰撞,利用閃光照相的方法連續(xù)4次拍攝得到的閃光照片如圖所示.已知相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔為T,在這4次閃光的過程中,A、B兩滑塊均在080cm范圍內(nèi),且第1次閃光時(shí),滑塊A恰好位于x=10cm處.若AB兩滑塊的碰撞時(shí)間及閃光持續(xù)的時(shí)間極短,均可忽略不計(jì),則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的_____時(shí)刻,AB兩滑塊質(zhì)量比mAmB=_____

【答案】 2.5T 23

【解析】試題分析:A開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意知,每個(gè)T內(nèi)運(yùn)行20cmB開始處于靜止,通過碰后速度的大小關(guān)系判斷出質(zhì)量的關(guān)系.

由圖可知,常兩次閃光中A的位移相同,AB不可能相碰;而B開始時(shí)靜止在60cm處,故可知,A在第1次閃光后的2.5T時(shí)發(fā)生碰撞;設(shè)碰前A的速度為v,則碰后A的速度為,碰后B的速度為v,向右為正方向;根據(jù)動(dòng)量守恒定律得, ,解得

型】實(shí)驗(yàn)題
結(jié)束】
15

【題目】如圖甲所示,長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m=4kg的小物體B以水平速度v0=2m/s滑上原來(lái)靜止的長(zhǎng)木板A的上表面,由于AB間存在摩擦,之后A、B速度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示,取g=10m/s2,則

1)木板A獲得的動(dòng)能為多大?

2)木板A的最小長(zhǎng)度為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,線框匝數(shù)為N,面積為S,以角速度繞垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線框的電阻、電感均不計(jì),外電路接有電阻R、理想電流表和二極管D。二極管D具有單向?qū)щ娦,即正向電阻為零,反向電阻無(wú)窮大。下列說法正確的是(

A. 圖示位置電流最大

B. R兩端電壓的有效值

C. 交流電流表的示數(shù)

D. 一個(gè)周期內(nèi)通過R的電荷量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖所示的試驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1m2組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.如圖b給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn).每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示.已知ml=50mgm2=150mg,(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度V= m/s

2)在打下第0個(gè)點(diǎn)到第5點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△Ek= J; 系統(tǒng)勢(shì)能減少△Ep= J(當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g約為98m/s2

3)若某同學(xué)作出v2-h圖象如圖c所示,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g= m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖甲為某一列簡(jiǎn)諧波時(shí)刻的圖象,圖乙是這列波上原點(diǎn)O從這一時(shí)刻起的振動(dòng)圖象,試求:

1)波的傳播方向和波速大;

2)經(jīng)過2.5s后,P質(zhì)點(diǎn)的位移和P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上,從t=0時(shí)起,第1秒內(nèi)受到2 N的水平外力作用,第2秒內(nèi)受到同方向的1 N的外力作用.下列判斷正確的是(  )

A. 0~2 s內(nèi)外力的平均功率是W

B. 2秒內(nèi)外力所做的功是J

C. 2秒末外力的瞬時(shí)功率最大

D. 1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值是

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