【題目】運動員駕駛摩托車做騰躍特技表演是一種刺激性很強的運動項目.如圖所示,AB是水平路面,BC是半徑為20m的圓弧,CDE是一段曲面.運動員駕駛功率始終為9kW的摩托車,先在AB段加速、經(jīng)過4.3s到B點時達到最大速度20m/s,再經(jīng)3s的時間通過坡面到達E點時關(guān)閉發(fā)動機水平飛出.已知人的質(zhì)量為60kg、摩托車的質(zhì)量為120kg,坡頂高度h=5m,落地點與E點的水平距離x=16m,重力加速度g=10m/s2 . 設摩托車在AB段所受的阻力恒定,運動員及摩托車可看作質(zhì)點.求:
(1)AB段的位移大小;
(2)摩托車過B點時對運動員支持力的大;
(3)摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服阻力做的功.
【答案】
(1)
解:摩托車在水平面上已經(jīng)達到了最大速度,牽引力與阻力相等.
則有P=Fυ=fυ
因此f= = =450N
摩托車,從A到B過程,由動能定理可知:
解得:xAB=6m
(2)
解:摩托車在B點,進行受力分析,由牛頓第二定律得:N﹣mg=m
則有:N=m +mg=1800N
由牛頓第三定律得地面支持力的大小為1800N
(3)
解:對摩托車的平拋運動過程,豎直方向自由落體,
則有t=
水平方向做勻速直線運動,
則有平拋的初速度υ0=
摩托車在斜坡上運動時,由動能定理得:
Pt﹣Wf﹣(m+M)gh=
解得Wf=30960J
【解析】(1)運用P=FV,可得摩托車達到最大速度時牽引力等于阻力,由是輸出功率可求出阻力;再從A到B過程中,由動能定理可求出AB段的位移大;(2)對人和車在B點分析,找出向心力的來源列出等式,從而求出摩托車過B點時對運動員支持力的大。3)運用平拋運動規(guī)律求解平拋的初速度,當摩托車在斜坡上運動時,應用動能定理求出摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服阻力做的功.
【考點精析】本題主要考查了向心力和動能定理的綜合應用的相關(guān)知識點,需要掌握向心力總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大小;向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運動的質(zhì)點受力情況時,千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力;應用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷才能正確解答此題.
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【題目】如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置.他在氣墊導軌上B處安裝了一個光電門,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放.
(1)該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=mm.
(2)下列實驗要求不必要的是 .
A.應使滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量
B.應使A位置與光電門間的距離適當大些
C.應將氣墊導軌調(diào)節(jié)水平
D.應使細線與氣墊導軌平行
(3)改變鉤碼的質(zhì)量,測出對應的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t,通過描點作出線性圖象,研究滑塊的加速度與力的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時應作出圖象.(選填“t2﹣F”“ ﹣F”或“ ﹣F”).
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【題目】已知鐳的原子序數(shù)是88,原子核的質(zhì)量數(shù)是226.試問:
(1)鐳核中有幾個質(zhì)子?幾個中子?
(2)鐳核所帶電荷量是多少?
(3)若鐳原子呈現(xiàn)中性,它核外有幾個電子?
(4)是鐳的一種同位素,讓和以相同速度垂直射入磁感應強度為B的勻強磁場中,它們運動的軌跡半徑之比是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電動機帶動滾輪B勻速轉(zhuǎn)動,在滾輪的作用下,將金屬桿從最底端A送往傾角θ=30°的足夠長斜面上部.滾輪中心B與斜面底部A的距離為L=6.5m,當金屬桿的下端運動到B處時,滾輪提起,與桿脫離接觸.桿由于自身重力作用最終會返回斜面底部,與擋板相撞后,立即靜止不動.此時滾輪馬上再次壓緊桿,又將金屬桿從最底端送往斜面上部,如此周而復始.已知滾輪邊緣線速度恒為v=4m/s,滾輪對桿的正壓力FN=2×104N,滾輪與桿間的動摩擦因數(shù)為μ=0.45,桿的質(zhì)量為m=1×103Kg,不計桿與斜面間的摩擦,取g=10m/s2 . 求:
(1)在滾輪的作用下,桿加速上升的加速度;
(2)桿加速上升至與滾輪速度相同時前進的距離;
(3)桿從最底端開始上升到再次回到最底端經(jīng)歷的時間.
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【題目】圖中甲圖所示的線圈為5匝,其端點a,b與電壓表相連,線圈內(nèi)磁通量變化規(guī)律如(b)圖所示,則a,b兩點的電勢高低及電壓表讀數(shù)為( )
A.φa>φb , 2伏
B.φa>φb , 1伏
C.φa<φb , 2伏
D.φa<φb , 1伏
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【題目】一足夠高的內(nèi)壁光滑的導熱氣缸豎直地浸在盛有冰水混合物的水槽中,用不計質(zhì)量的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,如圖1所示.開始時,氣體的體積為2.0×10﹣3m3 , 現(xiàn)緩慢地在活塞上倒上一定量的細沙,活塞靜止時氣體的體積恰好變?yōu)樵瓉淼囊话,然后將氣缸移出水槽,緩慢加熱,使氣體溫度變?yōu)?37℃(大氣壓強為1.0×105Pa).
(1)求氣缸內(nèi)氣體最終的壓強和體積;
(2)在p﹣V圖2上畫出整個過程中氣缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化(用箭頭在圖線上標出狀態(tài)變化的方向).
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【題目】氫原子在基態(tài)時軌道半徑r1=0.53×10-10 m,能量E1=-13.6 eV.求氫原子處于基態(tài)時:
(1)電子的動能;
(2)原子的電勢能;
(3)用波長是多少的光照射可使其電離?(已知電子質(zhì)量m=9.1×10-31 kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)
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【題目】波長為λ=0.17 μm的紫外線照射至金屬圓筒上使其發(fā)射光電子,光電子在磁感應強度為B的勻強磁場中,做最大半徑為r的勻速圓周運動時,已知r·B=5.6×10-6 T·m,光電子的質(zhì)量m=9.1×10-31 kg,電荷量e=1.6×10-19 C,求:
(1)每個光電子的能量;
(2)金屬筒的逸出功.
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【題目】如圖所示,物體自 O點由靜止開始做勻加速直線運動,A、B、C、D為其運動軌跡上的四點,測得AB=2 m, BC=3 m,且物體通過AB、BC、CD所用的時間均為0.2 s,則下列說法正確的是( )
A.物體的加速度為20 m/s2
B.CD=4 m
C.OA之間的距離為1.125 m
D.OA之間的距離為1.5 m
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