20.如圖所示是單杠運(yùn)動(dòng)員做“單臂大回環(huán)”的動(dòng)作簡圖,質(zhì)量為60kg的體操運(yùn)動(dòng)員,用一只手抓住單杠,伸展身體,以單杠為軸做圓周運(yùn)動(dòng),此過程中,忽略空氣阻力,取g=10m/s2,運(yùn)動(dòng)員在最低點(diǎn)時(shí)手臂受到的拉力可能為( 。
A.600NB.2400NC.3000ND.3600N

分析 把人看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)繞杠做圓周運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)時(shí)速度為0,根據(jù)動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒求出人在最低點(diǎn)時(shí)的速度v,由于在最低點(diǎn)合外力提供向心力,則人手臂的拉力和重力的合力提供向心力,算得此時(shí)人手臂的拉力為最小值.

解答 解:把人看成質(zhì)量為m=60kg的質(zhì)點(diǎn),距杠距離為L繞杠做圓周運(yùn)動(dòng),令人在最高點(diǎn)時(shí)的速度為v0,當(dāng)人運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)時(shí)的速度為v.
根據(jù)動(dòng)能定理可得:
  mg•2l=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
人在最低點(diǎn)時(shí)手臂的拉力和重力的合力提供向心力,則 F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{l}$
聯(lián)立得 F=5mg+m$\frac{{v}_{0}^{2}}{l}$
當(dāng)v0=0時(shí)拉力的最小值 Fmin=5mg=3000N,可知F可能等于3600N,不可能等于600N和2400N.故AB錯(cuò)誤,CD正確.
故選:CD.

點(diǎn)評(píng) 把人模型看成一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的模型,令人在圓周運(yùn)動(dòng)中手臂中力最大時(shí)人運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),即此時(shí)手臂對(duì)人的拉力和人的重力提供人圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,根據(jù)牛頓第二定律列式求.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.如圖所示,AB為一段彎曲軌道,固定在水平桌面上,與水平桌面相切于A點(diǎn),B點(diǎn)距桌面的高度為h=0.6m,A、B兩點(diǎn)間的水平距離為L=0.8m,軌道邊緣B處有一輕、小定滑輪,一根輕繩兩端系著質(zhì)量分別為m1與m2的物體P、Q,掛在定滑輪兩邊,P、Q可視為質(zhì)點(diǎn),且m1=2.0kg,m2=0.4kg.開始時(shí)P、Q均靜止,P緊靠B點(diǎn),P釋放后沿彎曲軌道向下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)輕繩突然斷開,斷開后P沿水平桌面滑行距離x=1.25m停止.已知P與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,g取10m/s2.求:
(1)P經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)P從B到A的過程中Q重力勢能的增量;
(3)彎曲軌道對(duì)P的摩擦力做的功.

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11.殲-31戰(zhàn)機(jī)是我國航空工業(yè)集團(tuán)研制的第四代中型隱形戰(zhàn)斗機(jī),采用雙發(fā)、單座、固定雙斜垂尾、蚌式進(jìn)氣道.它的研制成功,結(jié)束可戰(zhàn)斗機(jī)隱形技術(shù)只由美俄掌握的歷史.若在某次航展中飛行員駕駛殲-31在水平面內(nèi)做線速度大小為v、半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),殲-31的總質(zhì)量(包括飛行員等)為m,則殲-31受到空氣的升力為(  )
A.mgB.$\frac{m{v}^{2}}{R}$C.$\sqrt{(mg)^{2}+(\frac{m{v}^{2}}{R})^{2}}$D.$\sqrt{(mg)^{2}-(\frac{m{v}^{2}}{R})^{2}}$

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8.如圖所示,用細(xì)繩系著一個(gè)小球,使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,不發(fā)生變化的物理量是( 。
A.速率B.速度C.加速度D.合外力

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15.如圖所示,鐵餅運(yùn)動(dòng)員奮力將質(zhì)量為m的鐵餅以初速度v0拋出,v0與水平面成α角,鐵餅到達(dá)的最大高度為h,半徑空氣阻力和拋出點(diǎn)的高度,則運(yùn)動(dòng)員拋鐵餅過程對(duì)鐵餅做的功是( 。
A.$\frac{1}{2}$mv02B.mghC.$\frac{1}{2}$mv02+mghD.mv02+mgh

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5.如圖所示,雪橇在與水平方向成α角的拉力F作用下,由靜止沿水平面向前運(yùn)動(dòng)一段位移S,在此過程中,拉力F對(duì)雪橇所做的功為( 。
A.FSB.FSsinαC.FStanαD.FScosα

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12. 如圖所示,一質(zhì)量為m的物體在水平力F的作用下,靜止于粗糙豎直墻面上,已知F=40N,m=1kg,g=10m/s2,則下列說法正確的是( 。
A.物體受的摩檫力大小為40N,方向水平向右
B.物體受到墻的彈力大小為40N,方向水平向左
C.物體與墻的動(dòng)摩檫因數(shù)μ一定為0.25
D.若使F的大小緩慢增大,物體受到的摩擦力始終不變

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9.小華所在的實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測河水電阻率的實(shí)驗(yàn).他在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個(gè)橡膠塞和鉑電極,如圖(1)所示,兩電極相距L,其間充滿待測的河水.安裝前他用如圖(2)的游標(biāo)卡尺(圖為卡尺的背面)測量玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖(3)所示.
他還選用了以下儀器:量程15V、內(nèi)阻約為300kΩ的電壓表,量程3mA、內(nèi)阻為2kΩ的電流表,最大阻值約為50Ω的滑動(dòng)變阻器,電動(dòng)勢E約為12V、內(nèi)阻r約為2Ω的電池組,開關(guān)等各一個(gè),以及導(dǎo)線若干.圖(4)坐標(biāo)中包括坐標(biāo)為(0,0)的點(diǎn)在內(nèi)的9個(gè)點(diǎn)表示他測得的9組電流I、電壓U的值.實(shí)驗(yàn)中要求盡可能準(zhǔn)確地測出該河水的電阻.

根據(jù)以上材料完成以下問題:
①測量玻璃管內(nèi)徑時(shí),應(yīng)將圖(2)中的游標(biāo)尺中的A、B、C三部分中的A(填A(yù)、B或C)與玻璃管內(nèi)壁接觸.
②玻璃管的內(nèi)徑d=6.70mm.
③在圖(4)中作出該電阻的U-I圖線,并可求得該段水的電阻R=8.0KΩ(要求保留兩位有效數(shù)字),若已知R、d、L,則該段水的電阻率ρ=$\frac{πR9lbddv7^{2}}{4L}$ (用符號(hào)表達(dá)式表示)
④圖(5)中的儀器實(shí)物部分已連線,將其他部分連接成能測出圖(4)數(shù)據(jù)的實(shí)物連接圖.
⑤開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)先滑到A端(填“A”或“B”).

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10.一宇宙空間探測器從某星球表面垂直升高,發(fā)動(dòng)機(jī)提供恒力,其質(zhì)量為M=1500kg,開動(dòng)一段時(shí)間后關(guān)閉,根據(jù)如圖所示v-t圖線,求:
(1)探測器運(yùn)動(dòng)情況;
(2)探測器上升的最大高度;
(3)該星球表面重力加速度g的值;
(4)發(fā)動(dòng)機(jī)在這一段過程中所做的功.

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