浙江衛(wèi)視六頻道《我老爸最棒》欄目中有一項(xiàng)人體飛鏢項(xiàng)目,該運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化模型如圖所示。某次運(yùn)動(dòng)中,手握飛鏢的小孩用不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩系于天花板下,在A處被其父親沿垂直細(xì)繩方向推出,擺至最低處B時(shí)小孩松手,飛鏢依靠慣性飛出擊中豎直放置的圓形靶最低點(diǎn)D點(diǎn),圓形靶的最高點(diǎn)C與B在同一高度,C、O、D在一條直徑上,A、B、C三處在同一豎直平面內(nèi),且BC與圓形靶平面垂直。已知飛鏢質(zhì)量m=1kg,BC距離s=8m,靶的半徑R=2m,AB高度差h=0.8m,g取10m/s2。不計(jì)空氣阻力,小孩和飛鏢均可視為質(zhì)點(diǎn)。
(1)求孩子在A處被推出時(shí)初速度vo的大;
(2)若小孩擺至最低處B點(diǎn)時(shí)沿BC方向用力推出飛鏢,飛鏢剛好能擊中靶心,求在B處小孩對(duì)飛鏢做的功W;
(3)在第(2)小題中,如果飛鏢脫手時(shí)沿BC方向速度不變,但由于小孩手臂的水平抖動(dòng)使其獲得了一個(gè)垂直于BC的水平速度v,要讓飛鏢能夠擊中圓形靶,求v的取值范圍。
8m/s 80J
解析試題分析:(1)設(shè)飛鏢從B平拋運(yùn)動(dòng)到D的時(shí)間為t1,從B點(diǎn)拋出的初速度為v1,小孩和飛鏢的總質(zhì)量為M,則有s=v1t1,2R=,,解得
代入數(shù)據(jù)得v0=8m/s
(2)設(shè)推出飛鏢從B平拋運(yùn)動(dòng)到D的時(shí)間為t2,從B點(diǎn)拋出的初速度為v2,則有
代入數(shù)據(jù)得W=80J
(3)因BC方向的速度不變,則從B到靶的時(shí)間t2不變,豎直方向的位移也仍為R,則靶上的擊中點(diǎn)一定是與靶心O在同一高度上,則垂直于BC的水平位移一定小于等于R,因此有:
R≥,R= 結(jié)合兩式得:
代入數(shù)據(jù)得v≤m/s
考點(diǎn):本題考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)能定理。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
兩質(zhì)量相等的小球A和B,A球系在一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的一端,B球系在一根原長(zhǎng)小于細(xì)繩長(zhǎng)度的橡皮筋一端,繩與橡皮筋的另一端都固定在O點(diǎn),不計(jì)細(xì)繩和橡皮筋的質(zhì)量,F(xiàn)將兩球都拉到如圖所示的位置上,讓細(xì)繩和橡皮筋均水平拉直(此時(shí)橡皮筋為原長(zhǎng)),然后無(wú)初速釋放,當(dāng)兩球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),橡皮筋與細(xì)繩等長(zhǎng),小球A和B速度大小分別為vA和vB。關(guān)于上述過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.小球A、B從釋放的位置下落到最低點(diǎn)的過(guò)程中,繩和橡皮筋都對(duì)小球做了功
B.小球A、B從釋放的位置下落到最低點(diǎn)的過(guò)程中,重力對(duì)小球A、B所做的功不相等
C.在最低點(diǎn)時(shí)vA<vB
D.在最低點(diǎn)時(shí)vA>vB
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,質(zhì)量為0.2kg的物體帶正電,其電量為4×10-4C,從半徑為0.3m光滑的1/4圓弧滑軌上端A點(diǎn)由靜止下滑到底端B點(diǎn),然后繼續(xù)沿水平面滑動(dòng)。物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,整個(gè)裝置處于E=103N/C的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。(g取10m/s2)求:
(1)物體運(yùn)動(dòng)到圓弧滑軌底端B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大;
(2)物體在水平面上滑行的最大距離。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
冬奧會(huì)單板滑雪U型池比賽,是運(yùn)動(dòng)員僅利用一滑板在U型池雪面上滑行。裁判員根據(jù)運(yùn)動(dòng)員騰空的高度、完成動(dòng)作的難度和效果等因素評(píng)分,并要求運(yùn)動(dòng)員在滑動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,身體的任何部位均不能觸及滑道。單板滑雪U型池的比賽場(chǎng)地截面示意圖如圖所示,場(chǎng)地由兩個(gè)完全相同的1/4圓弧滑道AB、CD和水平滑道BC構(gòu)成,圓弧滑道的半徑R=3.5m,B、C分別為圓弧滑道的最低點(diǎn),B、C間的距離s=8.0m,運(yùn)動(dòng)員在水平滑道以一定的速度沖向圓弧滑道CD,到達(dá)圓弧滑道的最高位置D后豎直向上騰空躍起,在空中做出翻身、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作,然后再落回D點(diǎn)。假設(shè)某次比賽中運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)水平滑道B點(diǎn)時(shí)水平向右的速度v0=17m/s,運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)勻變速直線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間t=0.5s,從D點(diǎn)躍起時(shí)的速度vD=8.0m/s。設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑板的質(zhì)量m=50kg,忽略空氣阻力的影響,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)運(yùn)動(dòng)員從D點(diǎn)躍起后在空中完成動(dòng)作的時(shí)間;
(2)運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)到D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中需要克服摩擦阻力所做的功;
(3)該單板滑雪運(yùn)動(dòng)員保持姿勢(shì)不變?cè)谒交繠C段滑動(dòng)的過(guò)程中是否可能增加其動(dòng)能呢?說(shuō)明理由。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(13分)如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd,質(zhì)量為m、電阻為R,垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹镠(H>L),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 線框豎直上拋,線框ab邊向上離開磁場(chǎng)時(shí)的速率是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速率的一半,線框離開磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度,然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng).不計(jì)空氣阻力,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框不轉(zhuǎn)動(dòng).求線框向上
(1)ab邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速率;
(2)通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中安培力所做的功;
(3)完全進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中所通過(guò)橫截面的電荷量.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(20分) 能的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的規(guī)律,如:電源給電容器的充電過(guò)程可以等效為將電荷逐個(gè)從原本電中性的兩極板中的一個(gè)極板移到另一個(gè)極板的過(guò)程. 在移動(dòng)過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功,電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能.實(shí)驗(yàn)表明:電容器兩極間的電壓與電容器所帶電量如圖所示.
(1)對(duì)于直線運(yùn)動(dòng),教科書中講解了由v-t圖像求位移的方法.請(qǐng)你借鑒此方法,根據(jù)圖示的Q-U圖像,若電容器電容為C,兩極板間電壓為U,證明:電容器所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能為.
(2)如圖所示,平行金屬框架豎直放置在絕緣地面上.框架上端接有一電容為C的電容器.框架上一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒平行于地面放置,離地面的高度為h.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面相垂直.現(xiàn)將金屬棒由靜止開始釋放,金屬棒下滑過(guò)程中與框架接觸良好且無(wú)摩擦.開始時(shí)電容器不帶電,不計(jì)各處電阻.
求:a. 金屬棒落地時(shí)的速度大小 b. 金屬棒從靜止釋放到落到地面的時(shí)間
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,質(zhì)量的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),在F=60N的水平拉力作用下從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去拉力F,當(dāng)滑塊由平臺(tái)邊緣B點(diǎn)飛出后,恰能從水平地面上的C點(diǎn)沿切線方向落入豎直圓弧軌道CDE,并從軌道邊緣E點(diǎn)豎直向上飛出,經(jīng)過(guò)0.4 s后落回E點(diǎn)。已知AB間的距離L="2.3" m,滑塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù),平臺(tái)離地高度,B、C兩點(diǎn)間水平距離s="1.2" m,圓弧軌道半徑R=1.0m。重力加速度g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力。求:
(1)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大;
(2)滑塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)受水平拉力F作用的時(shí)間;
(3)分析滑塊能否再次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)質(zhì)量m=5kg的物體靜止于粗糙水平地面上,現(xiàn)對(duì)物體施以水平方向的恒定拉力F,1s末將拉力撤去,物體運(yùn)動(dòng)的v—t圖象,如圖所示,取g="10" m/s2 求:
(1)物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)在0-3s 內(nèi)物體克服摩擦力做的功;
(3)拉力F在0-1s內(nèi)做功的平均功率。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖所示,空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng). 在豎直平面內(nèi) 建立平面直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)系的一象限內(nèi)固定絕緣光滑的半徑為R的1/4圓周軌道AB,軌道的兩端在坐標(biāo)軸上。質(zhì)量為m的帶正電的小球從軌道的A端由靜止開始滾下,已知重力為電場(chǎng)力的2倍,求:
(1)小球在軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(2)小球脫離B點(diǎn)后開始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的正下方?并求出此時(shí)小球距B的豎直高度h是多大?
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