【題目】如圖，是游樂場(chǎng)的一項(xiàng)娛樂設(shè)備。一環(huán)形座艙裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下，落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下。已知座艙開始下落的高度為H=75m，當(dāng)落到離地面h=30m的位置時(shí)開始制動(dòng)，座艙均勻減速。在一次娛樂中，某同學(xué)把質(zhì)量m=6kg的書包放在自己的腿上。g取10m/s2，不計(jì)座艙與柱子間的摩擦力及空氣阻力。

（1）當(dāng)座艙落到離地面h1=60m和h2=20m的位置時(shí)，求書包對(duì)該同學(xué)腿部的壓力各是多大；

（2）若環(huán)形座艙的質(zhì)量M=4×103kg，求制動(dòng)過程中機(jī)器輸出的平均功率。

【答案】（1）（2）1.5×106W

【解析】本題考查物體在自由下落和減速下降過程中的受力和功率問題，需運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功率等知識(shí)求解。

（1）當(dāng)座艙距地面h1=60m時(shí)，書包處于完全失重狀態(tài)。故書包對(duì)該同學(xué)的壓力F1=0。

座艙自由下落高度為H-h=(75-30)m=45m時(shí)，座艙開始制動(dòng)，設(shè)此時(shí)的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

座艙制動(dòng)過程做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度大小為a，則有

聯(lián)解得：a=15m/s2，方向豎直向上。

設(shè)此過程中書包受到腿的支持力為F2，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)書包有

代入數(shù)據(jù)可得

根據(jù)牛頓第三定律有：該同學(xué)腿部受到的壓力

（2）設(shè)制動(dòng)過程中座艙所受的制動(dòng)力為F，經(jīng)歷的時(shí)間為t，

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：

根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)座艙有

座艙克服制動(dòng)力做功

機(jī)器輸出的平均功率

聯(lián)立解得P=1.5×106W

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列各圖中，正確標(biāo)明了帶電粒子所受洛倫茲力F方向的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的水平木板上，小周用物體A、B分別探究了加速度隨所受拉力的變化的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示(圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶未畫出)。實(shí)驗(yàn)過程中小周用不同的重物P分別掛在光滑的輕質(zhì)動(dòng)滑輪上，使平行于長(zhǎng)木板的細(xì)線分別拉動(dòng)長(zhǎng)木板上的物體A、B由靜止開始加速運(yùn)動(dòng)(紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力及空氣阻力可忽略)。實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，小周得到了物體A、B的加速度a與輕質(zhì)彈簧秤彈力F的關(guān)系圖線，分別如圖乙中的A、B所示。

(1)由圖甲判斷，下列說法正確的是_________ (填序號(hào))。

A.彈簧秤示數(shù)等于物體受到的拉力大小

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放物體

C.實(shí)驗(yàn)中重物P的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于物體的質(zhì)量

D.彈簧秤的示數(shù)始終為重物P的重力大小的一半

(2)小周仔細(xì)分析了圖乙中兩條線不重合的原因，得出結(jié)論：兩個(gè)物體的質(zhì)量不等，且mA______mB(填“大于”“等于”或“小于”)；兩物體與木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)μA ____ μB(填“大于”“等于”或“小于”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從某高度水平拋出一小球，經(jīng)過t時(shí)間到達(dá)地面時(shí)，速度方向與水平方向的夾角為θ．不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列結(jié)論中不正確的是（ ）

A. 小球初速度為gttanθ

B. 若小球初速度增大，則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng)

C. 小球著地速度大小為

D. 小球在t時(shí)間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是 ( )

A. 汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)由于速度太快導(dǎo)致翻車，與離心運(yùn)動(dòng)有關(guān)

B. 脫水桶工作時(shí)桶內(nèi)的衣服也會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，所以脫水桶停止工作時(shí)衣服緊貼在桶壁上

C. 坐在行駛中的公共汽車內(nèi)的乘客因汽車向左轉(zhuǎn)彎時(shí)而向右傾倒，與離心運(yùn)動(dòng)無關(guān)

D. 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)外界提供的向心力變大時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球松開，自由下落，A、B兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)。觀察到兩球同時(shí)落地，多次改變小球距地面的高度和打擊力度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察到兩球落地，這說明了__________________

（2）如圖，將兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度處由靜止同時(shí)釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則將觀察到的現(xiàn)象是A、B兩個(gè)小球在水平面上相遇，改變釋放點(diǎn)的高度和上面滑道對(duì)地的高度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，A、B兩球仍會(huì)在水平面上相遇，這說明_________________

(3)圖是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y1為5.0 cm，y2為45.0 cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx為40.0 cm.則平拋小球的初速度v0為________m/s，若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0 cm，則小球在C點(diǎn)的速度vC為________m/s (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10 m/s2)．

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【題目】2017年4月7日出現(xiàn)了“木星沖日”的天文奇觀,木星離地球最近最亮。當(dāng)?shù)厍蛭挥谔?yáng)和木星之間且三者幾排成一條直線時(shí),天文學(xué)稱之為“木星沖日”。木星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。不考慮木星與地球的自轉(zhuǎn),相關(guān)數(shù)據(jù)見下表。則

A. 木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大

B. 木星運(yùn)行的加速度比地球運(yùn)行的加速度大

C. 在木星表面附近發(fā)射飛行器的速度至少為7,9km/s

D. 下一次“木星星沖日”的時(shí)間大約在2018年8月份

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】

如圖甲所示，一光滑絕緣的水平軌道固定在離地某一足夠高度處，整個(gè)空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為2m．不帶電的彈性小球A以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)。軌進(jìn)邊緣處鎖定一大小與A相同．質(zhì)量為m、電荷量為－q的彈性小球B。兩球碰前瞬間解除對(duì)小球B的鎖定．己知該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E＝，重力加速度為g，兩球碰撞過程中電荷不犮生轉(zhuǎn)移，空氣阻力不計(jì)。

（1）求小球A、B第一次碰后瞬間的速度分別為v1和v2多大；

（2）求兩球在下落過程中．第二次碰撞前的最大水平距離x；

（3）若在兩球第一次碰后瞬間，迅速撤去電場(chǎng)并同時(shí)在整個(gè)空間加一磁惑應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)．請(qǐng)?jiān)趫D乙中定性畫出小球B此后的運(yùn)動(dòng)軌跡。

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【題目】某興趣小組為研究一種蠟燭在水中的浮力，設(shè)置了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置，透明玻璃管中裝有水，蠟燭用針固定在管的底部，當(dāng)拔出細(xì)針時(shí)，蠟燭能夠上浮。為研究蠟燭的運(yùn)動(dòng)情況，采用了智能手機(jī)的頻攝功能，拍攝頻率為10Hz. 在實(shí)驗(yàn)過程中拍攝了100多張照片，取開始不久某張照片編號(hào)為0，然后依次編號(hào)，并取出編號(hào)為10的倍數(shù)的照片，使用照片編輯軟件將照片依次排列處理，以照片編號(hào)0的位置為起點(diǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)，最后建立坐標(biāo)系描點(diǎn)作圖，縱坐標(biāo)為位移，橫坐標(biāo)為照片編號(hào)，如圖所示。

通過計(jì)算機(jī)擬合發(fā)現(xiàn)各點(diǎn)連線近似于拋物線，則蠟燭上升的加速度為________m/s2（保留2位有效數(shù)字）

已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，忽略蠟燭運(yùn)動(dòng)受到的粘滯力，若要求蠟燭受到的浮力，還需要測(cè)量 ______________ 。

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同步練習(xí)冊(cè)答案