【題目】2022年，北京將與張家口一同舉辦第24屆冬奧會(huì)。俯式冰撬（又叫鋼架雪車）是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目之一，其賽道可簡(jiǎn)化為長(zhǎng)度為，起點(diǎn)和終點(diǎn)高度差為的斜坡，比賽時(shí)，觸發(fā)信號(hào)燈亮起后，質(zhì)量為的運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)開始，以，平行賽道的恒力推動(dòng)質(zhì)量的冰橇開始沿斜坡向下運(yùn)動(dòng)，出發(fā)內(nèi)發(fā)生的位移為，8s末迅速登上冰橇與冰橇一起沿直線運(yùn)動(dòng)直到終點(diǎn)。設(shè)運(yùn)動(dòng)員登上冰橇前后冰橇速度不變，不計(jì)空氣阻力（取賽道傾角余弦值為1，正弦值為0.1，），求：

(1)冰橇與賽道間的動(dòng)摩擦因數(shù)及比賽中運(yùn)動(dòng)員的最大速度；

(2)運(yùn)動(dòng)員登上冰橇與冰撬一起沿直線運(yùn)動(dòng)直到終點(diǎn)的過程中合外力對(duì)運(yùn)動(dòng)員及冰橇構(gòu)成的系統(tǒng)所做的功。

【答案】(1)0.05，36m/s；(2)

【解析】

(1)以冰橇為研究對(duì)象，受力分析，受四個(gè)力：重力，支持力，推力和摩擦力，將重力沿著斜坡向下和垂直于斜坡向下分解，得

由題意可知，第一個(gè)過程，冰橇做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由題意

則冰橇的加速度為

根據(jù)牛頓第二定律得

求得

8s末冰橇的速度為

此后，運(yùn)動(dòng)員與冰橇一起繼續(xù)勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為

其中

運(yùn)動(dòng)的位移為

則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可得運(yùn)動(dòng)員比賽中的最大速度為

(2)由動(dòng)能定理可知，運(yùn)動(dòng)員登上冰橇與冰撬一起沿直線運(yùn)動(dòng)直到終點(diǎn)的過程中合外力對(duì)運(yùn)動(dòng)員及冰橇構(gòu)成的系統(tǒng)所做的功為

代入數(shù)據(jù)解得

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】水平淺色長(zhǎng)傳送帶以的速度勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕輕地放在傳送帶上，經(jīng)過后，傳送帶即以a=2m/s2的加速度開始加速，當(dāng)傳送帶速度達(dá)到v=1.2m/s后，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)傳送帶不再滑動(dòng)。已知煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1，重力加速度g取10m/s2，求：

(1)煤塊放到傳送帶上后經(jīng)過時(shí)獲得的速度；

(2)黑色痕跡的長(zhǎng)度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組要測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

(1)可以用多用電表的______擋粗測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)；可以用多用電表的歐姆擋粗測(cè)電池的內(nèi)阻嗎？答：_______。

(2)為了較理想的測(cè)得干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有（每個(gè)器材僅一個(gè)）：

（a）電流表（量程1mA、內(nèi)阻R1=300Ω）；

（b）電流表（量程0.6A、內(nèi)阻R2=2Ω）；

（c）電流表（量程3A、內(nèi)阻R3約0.5Ω）；

（d）電阻箱（R0阻值范圍0~9999.9Ω、額定電流1A）；

（e）滑動(dòng)變阻器（R4阻值范圍0~10Ω、額定電流2A）；

（f）滑動(dòng)變阻器（R5阻值范圍0~1750Ω、額定電流1A）。

某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路圖，要使用兩個(gè)電流表M、N，其中電流表M是_______（填器材前面小括號(hào)中的字母）；電流表N是_______；滑動(dòng)變阻器P選_________。電阻箱和電流表M要組成一個(gè)量程為2V的電壓表，那么電阻箱的取值R0為_________Ω。

(3)若以M電流表的讀數(shù)I1為縱坐標(biāo)，N電流表的讀數(shù)I2為橫坐標(biāo)，畫得右圖的圖像，縱截距為y，橫截距為x，上面實(shí)驗(yàn)器材的敘述中出現(xiàn)的電阻字母可用，如：R0、R1、R2等，實(shí)驗(yàn)器材后面數(shù)量級(jí)可參考。用這些字母表達(dá)，則干電池的電動(dòng)勢(shì)為__________；內(nèi)阻為__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，由粗細(xì)均勻、同種金屬導(dǎo)線構(gòu)成的長(zhǎng)方形線框abcd放在光滑的水平桌面上，線框邊長(zhǎng)分別為L和2L，其中ab段的電阻為R。在寬度為2L的區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向豎直向下。線框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，線框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直。求：

(1)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，回路中的電流I；

(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，拉力的沖量IF的大小；

(3)線框進(jìn)入和離開磁場(chǎng)的整個(gè)過程中，bc邊金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生的電熱Qbc。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)上固定著一個(gè)內(nèi)壁光滑的氣缸，氣缸內(nèi)有一導(dǎo)熱性能良好的活塞，活塞面積為S，活塞底面與氣缸底面平行，一定質(zhì)量的理想氣體密封在氣缸內(nèi)。當(dāng)平臺(tái)傾角為37°時(shí)，氣缸內(nèi)氣體體積為V，將平臺(tái)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，穩(wěn)定時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積為0.9V，該過程中環(huán)境溫度始終為T0，外界大氣壓強(qiáng)為p0。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。重力加速度為g。

(i)求活塞的質(zhì)量；

(ⅱ)若平臺(tái)轉(zhuǎn)至水平后，經(jīng)過一段時(shí)間，環(huán)境溫度緩慢降至0.9T0(大氣壓強(qiáng)p0保持不變)，該過程中氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能的減少量為0.14p0V，求該過程中氣缸內(nèi)氣體放出的熱量Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物塊A與木板B通過水平輕彈簧連接，B放置在水平面上，彈簧處于原長(zhǎng)，A、B的質(zhì)量相等，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)�，F(xiàn)對(duì)B施加一水平向右的恒力F，經(jīng)過時(shí)間t1，A、B的速度第一次相同。不計(jì)一切摩擦，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)。在0～t1時(shí)間內(nèi)( )

A.A的加速度一直增大B.由A、B和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能一直增加

C.A、B的加速度一直不相等D.當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，加速度不相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，上端開口的圓柱形汽缸豎直放置，開口處內(nèi)璧有固定卡環(huán)。一定質(zhì)量的理想氣體被質(zhì)量為m、橫截面積為S的光滑活塞封閉在汽缸內(nèi)，整個(gè)裝置絕熱。開始時(shí)，活塞恰好位于正中央，與汽缸底部、卡環(huán)間的距離均為L。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g。若從初始溫度T1=300K開始緩慢加熱氣體，使活塞緩慢上升。求：

(1)當(dāng)活塞剛到達(dá)卡環(huán)時(shí)，封閉氣體的熱力學(xué)溫度T2；

(2)當(dāng)封閉氣體的熱力學(xué)溫度達(dá)到T3=750K時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)p。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)為探究小車動(dòng)能變化與合外力做功的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置。一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在桌面上，用細(xì)繩繞過定滑輪及輕質(zhì)動(dòng)滑輪將小車與測(cè)力傳感器連起來。實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變懸掛的鉤碼個(gè)數(shù)進(jìn)行多次測(cè)量，記錄測(cè)力傳感器的示數(shù)F，并利用紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的速度。

(1)實(shí)驗(yàn)中為使細(xì)繩對(duì)小車的拉力為小車受到的合外力，下列的做法正確的是_______。

A．鉤碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量

B．實(shí)驗(yàn)過程中，小車和長(zhǎng)木板右端定滑輪間的細(xì)繩與長(zhǎng)木板始終保持平行

C．小車不連細(xì)繩時(shí)，反復(fù)調(diào)整木板傾角，直到紙帶上打下的點(diǎn)分布均勻

(2)實(shí)驗(yàn)小組按照規(guī)范操作打出的紙帶如圖2所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)a、b、c、d間的時(shí)間間隔為T，間距分別為s1、s2、s3，測(cè)力傳感器的示數(shù)為F，小車質(zhì)量為M，以小車為研究對(duì)象，那么從b到c過程中細(xì)繩拉力對(duì)小車做的功W=___________，小車動(dòng)能的變化量ΔEK=________。

(3)按正確操作，使細(xì)繩對(duì)小車的拉力為小車的合外力，保證小車的質(zhì)量M不變，在鉤碼個(gè)數(shù)不同的情況下，計(jì)算出不同紙帶上打任意兩點(diǎn)AB時(shí)小車的速度vA、vB，算出Δv2（Δv2=vB2-vA2），根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出Δv2與外力對(duì)小車在AB兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)所做的功W（W=FsAB）的關(guān)系圖像，下列圖像中最符合本實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況的是________；若圖像的斜率為k，則小車的質(zhì)量M=_________。

A. B.

C. D.

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