【題目】游樂園中“蛟龍入水”的娛樂項目設(shè)施可以簡化成如圖所示模型，AB為圓弧管道，半徑為R＝5 m(R遠(yuǎn)大于管徑)，B端水平，兩端開口，內(nèi)有流水，B端距水面高h＝1.8 m。某次一位質(zhì)量為m＝50 kg的游客從A處由靜止出發(fā)，至C點(diǎn)入水，C點(diǎn)到B正下方水面處D點(diǎn)距離為L＝3 m，空氣阻力不計。求：

(1)游客在B處對管道的壓力F；

(2)游客從A到B，克服所有阻力所做的功W；

(3)為求刺激，游客可以從A處有初速度進(jìn)入管道以增加到達(dá)B的速度vB，為了使入水點(diǎn)到D點(diǎn)的距離控制在1.5～4.5 m，求vB的取值范圍。

【答案】(1)750 N　(2)1875J (3)2.5 m/s≤vB≤7.5 m/s

【解析】

(1)從B到C的過程中，豎直方向為自由落體運(yùn)動，設(shè)用時為t，則豎直方向有：

h＝gt2

代入數(shù)據(jù)解得：t＝0.6 s

水平方向有:

L＝vBt

解得過B點(diǎn)的速度：vB＝5 m/s

由牛頓第二定律知，游客剛運(yùn)動到B點(diǎn)時受到管道的支持力滿足：

FN－mg＝

代入數(shù)據(jù)解得：FN＝750 N

根據(jù)牛頓第三定律可知，游客在B處對管道的壓力F＝750 N。

(2)A到B的過程中，由動能定理得：

mgR－W＝mvB2

代入數(shù)據(jù)解得：W＝1875J

(3)當(dāng)入水點(diǎn)到D點(diǎn)的距離是1.5 m時：

vB＝＝m/s＝2.5m/s

當(dāng)入水點(diǎn)到D點(diǎn)的距離是4.5 m時：

vB＝＝m/s＝7.5m/s

vB的取值范圍為：

2.5m/s≤vB≤7.5m/s

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】長直導(dǎo)線與環(huán)形導(dǎo)線固定在同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中通有圖示方向的電流。當(dāng)電流大小逐漸減弱時（ ）

A. 環(huán)形導(dǎo)線有收縮的趨勢

B. 環(huán)形導(dǎo)線有遠(yuǎn)離長直導(dǎo)線的趨勢

C. 環(huán)形導(dǎo)線中有順時針方向的感應(yīng)電流

D. 環(huán)形導(dǎo)線中有感應(yīng)電流，但方向無法確定

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q（q>0）的物體在外力作用下靜止于豎直絕緣墻壁上，當(dāng)施加的變化電場，E0、k均為大于零的常數(shù)，取水平向左為正方向，物體所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，物體與墻壁間動摩擦因數(shù)為μ，電場空間和墻面均足夠大。t=0時釋放帶電物體，下列說法正確的是

A.物體開始運(yùn)動后加速度增大

B.物體開始運(yùn)動后電勢能一直增大

C.經(jīng)過時間，物體運(yùn)動速度達(dá)最大值

D.經(jīng)過時間，物體在豎直墻壁上的位移達(dá)最大值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“測定玻璃的折射率”的實驗中，

（1）小朱同學(xué)在實驗桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖甲所示的實驗器材， 他認(rèn)為除了缺刻度尺還少了一種器材，請你寫出所缺器材的名稱：______老師將器材配齊后，他進(jìn)行實驗，圖乙是他在操作過程中的一個狀態(tài)，請你指出第四枚大頭針應(yīng)在圖乙中的位置________（填“A”、“B”或“C”）。

（2）小紅利用方格坐標(biāo)紙測定玻璃的折射率，如圖丙所示，AO是畫在紙上的直線，她在直線AO適當(dāng)位置豎直插上P1、P2兩枚大頭針，放上半圓形玻璃磚，使其圓心與O重合，然后插上P3、P4兩枚大頭針，以確定折射光線．其中她確定P3大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是________。操作完成后，她用圓規(guī)作了一個以O為圓心、半徑與玻璃磚半徑相同的半圓（如圖丙中虛線所示），則她測出玻璃的折射率n＝________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計了一個探究平拋運(yùn)動特點(diǎn)的家庭實驗裝置。如圖所示，在水平桌面上放置一個斜面，把桌子搬到墻的附近，把白紙和復(fù)寫紙附在墻上。第一次讓桌子緊靠墻壁，從斜面上某一位置由靜止釋放鋼球，在白紙上得到痕跡A，以后每次將桌子向后移動相同的距離x，每次都讓鋼球從斜面的同一位置滾下，重復(fù)剛才的操作，依次在白紙上留下痕跡B、C、D，測得AB、BC、CD間的距離分別為y1、y2和y3，設(shè)小鋼球離開水平桌面運(yùn)動后運(yùn)動到痕跡B、C、D的時間分別為t1、t2和t3.下列關(guān)于本實驗的操作或判斷錯誤的是（　�。�

A.實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到桌面與重錘線垂直

B.每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了具有相同的水平初速度

C.如果操作與測量正確，可得y1∶y2∶y3=1∶2∶3

D.如果操作與測量正確，可得t1∶t2∶t3=1∶2∶3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】三個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動規(guī)律”的實驗：

(1)甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明____________________；

(2)乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置。兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC＝BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的下端射出。實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是_________。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明________；

(3)丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的“小球做平拋運(yùn)動”的照片，圖中每個小方格的邊長為1.25 cm，則由圖可求得拍攝時每________s曝光一次，該小球做平拋運(yùn)動的初速度大小為________m/s。（g取9.8 m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，用一水平力F拉著一個靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體，逐漸增大F，物體做變加速運(yùn)動，其加速度a隨外力F變化的圖像如圖乙所示，若重力加速度g取10 m/s2，根據(jù)圖乙中所提供的信息不能計算出

A.物體的質(zhì)量

B.斜面的傾角

C.物體能靜止在斜面上所施加的最小外力

D.加速度為6 m/s2時物體的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置．其核心部分是兩個D型金屬盒，置于勻強(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。則下列說法正確的是 （ ）

A. 離子做圓周運(yùn)動的周期隨半徑增大

B. 離子從磁場中獲得能量

C. 帶電粒子加速所獲得的最大動能與加速電壓的大小有關(guān)

D. 帶電粒子加速所獲得的最大動能與金屬盒的半徑有關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO'懸掛于O點(diǎn)；另一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F方向不變，大小在一定范圍內(nèi)變化，物塊b仍始終保持靜止，則

A. 繩OO'的張力也在一定范圍內(nèi)變化

B. 物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化

C. 連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化

D. 物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化

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