【題目】如圖所示,為室內(nèi)冰雪樂園中一個游玩項(xiàng)目,傾斜冰面與水平面夾角θ=30°,冰面長、寬均為L=40m,傾斜冰面兩側(cè)均安裝有安全網(wǎng)護(hù)欄,在冰面頂端中點(diǎn),由工作人員負(fù)責(zé)釋放載有人的凹形滑板,與冰面相連的水平面上安有緩沖裝置(圖中未畫出),使滑下者能安全停下.周末某父子倆前往游玩,設(shè)父親與滑板總質(zhì)量為M=80kg,兒子與滑板總質(zhì)量為m=40kg,父子倆準(zhǔn)備一起下滑,在工作人員靜止釋放的瞬間,父親沿水平方向推了一下兒子,父子倆迅速分開,并沿冰面滑下.不計(jì)一切阻力,重力加速度g取10m/s2 , 父子倆均視為質(zhì)點(diǎn).
(1)若父子倆都能安全到達(dá)冰面底端(沒碰到護(hù)欄),下滑的時間t多長?
(2)父子倆都能安全達(dá)到冰面底端(沒碰到護(hù)欄),父親在推兒子時最多做功W多少?
【答案】
(1)解:父子倆都沿冰面做類平拋運(yùn)動,沿冰面向下的加速度為:
a=gsinθ=10×sin30°=5m/s2.
兩者同時到達(dá)底端,則有:
L=
得:t= = =4s
答:若父子倆都能安全到達(dá)冰面底端(沒碰到護(hù)欄),下滑的時間t是4s.
(2)解:推開后,設(shè)父親獲得初速度為vM,兒子獲得初速度為vm,父子倆水平動量守恒,取父親獲得的初速度方向?yàn)檎较颍瑒t有:
MvM﹣mvm=0
因兒子質(zhì)量小些,獲得的初速度大,只要兒子安全即可,水平滑動距離為
由 =vmt得:vm=5m/s
代入動量守恒方程式可得:vM=2.5m/s
由功能關(guān)系得父親在推兒子時做功為:W= MvM2+ mvm2.
代入數(shù)據(jù)解得:W=750J
答:父子倆都能安全達(dá)到冰面底端(沒碰到護(hù)欄),父親在推兒子時最多做功W是750J.
【解析】父子倆都沿冰面做類平拋運(yùn)動,沿冰面向下做的是勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律和位移公式可以得出下滑的時間t;父親推兒子,根據(jù)動量守恒定律的條件,可知水平方向動量守恒,根據(jù)兒子水平方向勻速運(yùn)動,得出運(yùn)動時間,求出兒子獲得的速度,再由功能關(guān)系求出父親推兒子是做的功W。
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了功能關(guān)系和動量守恒定律的相關(guān)知識點(diǎn),需要掌握當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機(jī)械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1;動量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變才能正確解答此題.
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有關(guān)磁場的物理概念,下列說法中錯誤的是( )
A.磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場強(qiáng)弱的物理量,是矢量
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向跟產(chǎn)生磁場的電流方向有關(guān)
C.磁感線的切線方向表示磁場的方向,其疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向跟放入磁場中的受磁場力作用的電流方向有關(guān)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一內(nèi)壁光滑半徑為R的圓管處于豎直平面內(nèi),最高點(diǎn)C與圓心O處在同一豎直線上,一小球從A點(diǎn)正上方某處靜止釋放,當(dāng)從離A點(diǎn)h處釋放,小球到達(dá)C處與圓管間無作用力,h為多少?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】M、N是某電場中一條電場線上的兩點(diǎn),若在M點(diǎn)釋放一個初速度為零的電子,電子僅受電場力作用,并沿電場線由M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn),其電勢能隨位移變化的關(guān)系如圖所示,則下列說法正確的是( )
A. 電子在N點(diǎn)的動能大于在M點(diǎn)的動能
B. 該電場有可能是勻強(qiáng)電場
C. 該電子運(yùn)動的加速度越來越大
D. 電子運(yùn)動的軌跡可能為曲線
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,木塊M上表面是水平的,當(dāng)木塊m置于M上,并與M一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑,在下滑過程中( )
A.M對m的支持力對m做負(fù)功
B.M對m的摩擦力對m做負(fù)功
C.M對m的作用力做負(fù)功
D.M對m的作用力做正功
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高h處由靜止釋放。某同學(xué)在研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程,他以小球開始下落的位置為原點(diǎn),沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox,做出小球所受彈力F大小隨小球下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。以下判斷正確的是
A. 當(dāng)x=h+x0,重力勢能與彈性勢能之和最小
B. 最低點(diǎn)的坐標(biāo)為x=h+2x0
C. 小球受到的彈力最大值大于2mg
D. 小球動能的最大值為
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖是一列簡諧橫波在某時刻的波形圖.若此時質(zhì)元P正處于加速運(yùn)動過程中,則此時( )
A.質(zhì)元Q和質(zhì)元N均處于加速運(yùn)動過程中
B.質(zhì)元Q和質(zhì)元N均處于減速運(yùn)動過程中
C.質(zhì)元Q處于加速運(yùn)動過程中,質(zhì)元N處于減速運(yùn)動過程中
D.質(zhì)元Q處于減速運(yùn)動過程中,質(zhì)元N處于加速運(yùn)動過程中
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com