【題目】如圖，是游樂場的一項娛樂設(shè)備。一環(huán)形座艙裝在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下，落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，到地面時剛好停下。已知座艙開始下落的高度為H=75m，當落到離地面h=30m的位置時開始制動，座艙均勻減速。在一次娛樂中，某同學(xué)把質(zhì)量m=6kg的書包放在自己的腿上。g取10m/s2，不計座艙與柱子間的摩擦力及空氣阻力。

（1）當座艙落到離地面h1=60m和h2=20m的位置時，求書包對該同學(xué)腿部的壓力各是多大；

（2）若環(huán)形座艙的質(zhì)量M=4×103kg，求制動過程中機器輸出的平均功率。

【答案】（1）（2）1.5×106W

【解析】本題考查物體在自由下落和減速下降過程中的受力和功率問題，需運用運動學(xué)公式、牛頓運動定律、功率等知識求解。

（1）當座艙距地面h1=60m時，書包處于完全失重狀態(tài)。故書包對該同學(xué)的壓力F1=0。

座艙自由下落高度為H-h=(75-30)m=45m時，座艙開始制動，設(shè)此時的速度為v，由運動學(xué)公式得

座艙制動過程做勻減速直線運動，設(shè)其加速度大小為a，則有

聯(lián)解得：a=15m/s2，方向豎直向上。

設(shè)此過程中書包受到腿的支持力為F2，根據(jù)牛頓第二定律，對書包有

代入數(shù)據(jù)可得

根據(jù)牛頓第三定律有：該同學(xué)腿部受到的壓力

（2）設(shè)制動過程中座艙所受的制動力為F，經(jīng)歷的時間為t，

由運動學(xué)公式得：

根據(jù)牛頓第二定律，對座艙有

座艙克服制動力做功

機器輸出的平均功率

聯(lián)立解得P=1.5×106W

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列各圖中，正確標明了帶電粒子所受洛倫茲力F方向的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一端帶有定滑輪的足夠長的水平木板上，小周用物體A、B分別探究了加速度隨所受拉力的變化的關(guān)系，實驗裝置如圖甲所示(圖中打點計時器和紙帶未畫出)。實驗過程中小周用不同的重物P分別掛在光滑的輕質(zhì)動滑輪上，使平行于長木板的細線分別拉動長木板上的物體A、B由靜止開始加速運動(紙帶與打點計時器之間的阻力及空氣阻力可忽略)。實驗后進行數(shù)據(jù)處理，小周得到了物體A、B的加速度a與輕質(zhì)彈簧秤彈力F的關(guān)系圖線，分別如圖乙中的A、B所示。

(1)由圖甲判斷，下列說法正確的是_________ (填序號)。

A.彈簧秤示數(shù)等于物體受到的拉力大小

B.實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放物體

C.實驗中重物P的質(zhì)量應(yīng)遠小于物體的質(zhì)量

D.彈簧秤的示數(shù)始終為重物P的重力大小的一半

(2)小周仔細分析了圖乙中兩條線不重合的原因，得出結(jié)論：兩個物體的質(zhì)量不等，且mA______mB(填“大于”“等于”或“小于”)；兩物體與木板之間動摩擦因數(shù)μA ____ μB(填“大于”“等于”或“小于”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從某高度水平拋出一小球，經(jīng)過t時間到達地面時，速度方向與水平方向的夾角為θ．不計空氣阻力，重力加速度為g，下列結(jié)論中不正確的是（ ）

A. 小球初速度為gttanθ

B. 若小球初速度增大，則平拋運動的時間變長

C. 小球著地速度大小為

D. 小球在t時間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于離心運動，下列說法中正確的是 ( )

A. 汽車在轉(zhuǎn)彎時由于速度太快導(dǎo)致翻車，與離心運動有關(guān)

B. 脫水桶工作時桶內(nèi)的衣服也會做離心運動，所以脫水桶停止工作時衣服緊貼在桶壁上

C. 坐在行駛中的公共汽車內(nèi)的乘客因汽車向左轉(zhuǎn)彎時而向右傾倒，與離心運動無關(guān)

D. 做勻速圓周運動的物體，當外界提供的向心力變大時將做離心運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時B球松開，自由下落，A、B兩球同時開始運動。觀察到兩球同時落地，多次改變小球距地面的高度和打擊力度，重復(fù)實驗，觀察到兩球落地，這說明了__________________

（2）如圖，將兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度處由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則將觀察到的現(xiàn)象是A、B兩個小球在水平面上相遇，改變釋放點的高度和上面滑道對地的高度，重復(fù)實驗，A、B兩球仍會在水平面上相遇，這說明_________________

(3)圖是某同學(xué)根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取三點A、B、C，測得A、B兩點豎直坐標y1為5.0 cm，y2為45.0 cm，A、B兩點水平間距Δx為40.0 cm.則平拋小球的初速度v0為________m/s，若C點的豎直坐標y3為60.0 cm，則小球在C點的速度vC為________m/s (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10 m/s2)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年4月7日出現(xiàn)了“木星沖日”的天文奇觀,木星離地球最近最亮。當?shù)厍蛭挥谔柡湍拘侵g且三者幾排成一條直線時,天文學(xué)稱之為“木星沖日”。木星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽近似做勻速圓周運動。不考慮木星與地球的自轉(zhuǎn),相關(guān)數(shù)據(jù)見下表。則

A. 木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大

B. 木星運行的加速度比地球運行的加速度大

C. 在木星表面附近發(fā)射飛行器的速度至少為7,9km/s

D. 下一次“木星星沖日”的時間大約在2018年8月份

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】

如圖甲所示，一光滑絕緣的水平軌道固定在離地某一足夠高度處，整個空間存在著水平向右的勻強電場。一質(zhì)量為2m．不帶電的彈性小球A以速度v0沿水平軌道向右運動。軌進邊緣處鎖定一大小與A相同．質(zhì)量為m、電荷量為－q的彈性小球B。兩球碰前瞬間解除對小球B的鎖定．己知該電場的場強為E＝，重力加速度為g，兩球碰撞過程中電荷不犮生轉(zhuǎn)移，空氣阻力不計。

（1）求小球A、B第一次碰后瞬間的速度分別為v1和v2多大；

（2）求兩球在下落過程中．第二次碰撞前的最大水平距離x；

（3）若在兩球第一次碰后瞬間，迅速撤去電場并同時在整個空間加一磁惑應(yīng)強度大小為B＝、方向垂直紙面向外的勻強進場．請在圖乙中定性畫出小球B此后的運動軌跡。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組為研究一種蠟燭在水中的浮力，設(shè)置了如圖的實驗裝置，透明玻璃管中裝有水，蠟燭用針固定在管的底部，當拔出細針時，蠟燭能夠上浮。為研究蠟燭的運動情況，采用了智能手機的頻攝功能，拍攝頻率為10Hz. 在實驗過程中拍攝了100多張照片，取開始不久某張照片編號為0，然后依次編號，并取出編號為10的倍數(shù)的照片，使用照片編輯軟件將照片依次排列處理，以照片編號0的位置為起點，測量數(shù)據(jù)，最后建立坐標系描點作圖，縱坐標為位移，橫坐標為照片編號，如圖所示。

通過計算機擬合發(fā)現(xiàn)各點連線近似于拋物線，則蠟燭上升的加速度為________m/s2（保留2位有效數(shù)字）

已知當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，忽略蠟燭運動受到的粘滯力，若要求蠟燭受到的浮力，還需要測量 ______________ 。

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