分析 (1)由機械能守恒定律可表在出A點的速度;再由向心力公式可列式,聯(lián)立可求得下滑高度;
(2)由動能定理得出B點的速度,再由同心力公式求得B點的壓力;
(3)對全程由動能定理可求得運動員入水時的動能.
解答 解:(1)設挑戰(zhàn)者在第一個豎直的圓形管道最高點的速度為vA,
由動能定理得:mg(H-2R)=$\frac{1}{2}$mvA2-0,
在A點,由牛頓第二定律得:mg=m$\frac{{v}_{A}^{2}}{R}$,
解得:H=15m;
(2)設挑戰(zhàn)者在第二個豎直的圓形管道最高點的速度為vB,管道對他豎直向上的作用力大小為F,
由牛頓第二定律得:mg(H-2r)-Wf=$\frac{1}{2}$mvB2-0,
在B點,由牛頓第二定律得:mg-F=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{r}$,
解得:F=375N,方向豎直向上.
設挑戰(zhàn)者對管道的作用力為F′,
根據(jù)牛頓第三定律可知:F′=375N,方向豎直向下.
(3)設挑戰(zhàn)者入水時的動能為 Ek,由動能定理得:
mg(H+h)-Wf=Ek,解得:Ek=5750J;
答:(1)挑戰(zhàn)者要完成上述過程,他由靜止開始下滑的位置距水平軌道的高度H為15m;
(2)挑戰(zhàn)者運動到第二個圓形管道最高點B時,他對管道內(nèi)壁的作用力大小為375N,方向:豎直向下;
(3)挑戰(zhàn)者入水時的動能為5750J.
點評 本題為多過程問題,要注意正確分析物理過程,做好受力分析,選擇正確的物理規(guī)律求解.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | F上向上,F(xiàn)下向下 | B. | F上向下,F(xiàn)下向下 | C. | F上向上,F(xiàn)下向上 | D. | F上向上,F(xiàn)下向下 |
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A. | 物體B的上表面一定是粗糙的 | |
B. | 物體C受水平面的摩擦力方向一定水平向右 | |
C. | 水平面對物體C的支持力小于三物體的重力大小之和 | |
D. | 物體B、C都只受4個力作用 |
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A. | 加速度很大的物體,速度可以很小 | |
B. | 加速度減小時,速度也必然隨著減小 | |
C. | 物體的速度為零時,加速度必為零 | |
D. | 物體的速度變化越大,則物體的加速度也越大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 質(zhì)點振動周期是8s | B. | 質(zhì)點振幅是4cm | ||
C. | 4s末質(zhì)點的速度為負,加速度為零 | D. | 10s末質(zhì)點的加速度為正,速度最大 |
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