【題目】如圖所示,摩托車做騰躍特技表演,沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺(tái),接著以v=3m/s水平速度離開平臺(tái),落至地面時(shí),恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑。A、B為圓弧兩端點(diǎn),其連線水平。已知圓弧半徑為R=1.0m,人和車的總質(zhì)量為180kg,特技表演的全過程中,阻力忽略不計(jì)。(計(jì)算中取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:
(1)從平臺(tái)飛出到A點(diǎn),人和車運(yùn)動(dòng)的水平距離s;
(2)從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度及圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ;
(3)人和車運(yùn)動(dòng)到達(dá)圓弧軌道A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(4)人和車運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O速度v= m/s此時(shí)對(duì)軌道的壓力。
【答案】(1)1.2m(2) 106°(3) 6580 N (4) 7740N
【解析】試題分析:(1)車做的是平拋運(yùn)動(dòng),很據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得
豎直方向上 H=gt22,
水平方向上 s=vt2,
可得: .
(2)摩托車落至A點(diǎn)時(shí),其豎直方向的分速度vy=gt2=4m/s
到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度
設(shè)摩托車落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角為α,則,
即α=53°
所以θ=2α=106°
(3)對(duì)摩托車受力分析可知,摩托車受到的指向圓心方向的合力作為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,
所以 NAmgcosα=m
解得 NA="5580" N
由牛頓第三定律可知,人和車在最低點(diǎn)O時(shí)對(duì)軌道的壓力為5580 N.
(4)在最低點(diǎn),受力分析可得:N-mg=m
所以N=7740N
由牛頓第三定律可知,人和車在最低點(diǎn)O時(shí)對(duì)軌道的壓力為7740N.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量。由狹義相對(duì)論可知,一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對(duì)應(yīng): ,其中c為真空中光速。
(1)已知某單色光的頻率為ν,波長(zhǎng)為λ,該單色光光子的能量,其中h為普朗克常量。試借用質(zhì)子、電子等粒子動(dòng)量的定義:動(dòng)量=質(zhì)量×速度,推導(dǎo)該單色光光子的動(dòng)量。
(2)光照射到物體表面時(shí),如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣,將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力,這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng),這就是“光壓”,用I表示。一臺(tái)發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光,光束的橫截面積為S,當(dāng)該激光束垂直照射到某物體表面時(shí),假設(shè)光全部被吸收,試寫出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式。
(3)設(shè)想利用太陽光的“光壓”為探測(cè)器提供動(dòng)力,將太陽系中的探測(cè)器送到太陽系以外,這就需要為探測(cè)器制作一個(gè)很大的光帆,以使太陽光對(duì)光帆的壓力超過太陽對(duì)探測(cè)器的引力,不考慮行星對(duì)探測(cè)器的引力。一個(gè)質(zhì)量為m的探測(cè)器,正在朝遠(yuǎn)離太陽的方向運(yùn)動(dòng)。已知引力常量為G,太陽的質(zhì)量為M,太陽輻射的總功率為P0,設(shè)帆面始終與太陽光垂直,且光帆能將太陽光全部吸收。試估算該探測(cè)器光帆的面積應(yīng)滿足的條件。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在以下的哪些情況中可將所研究的物體看成質(zhì)點(diǎn)( )
A. 研究火車過橋時(shí)間
B. 對(duì)這位學(xué)生騎車姿勢(shì)進(jìn)行生理學(xué)分析
C. 研究火星探測(cè)器從地球到火星的飛行軌跡
D. 研究火星探測(cè)器降落時(shí)候哪個(gè)位置先與火星接觸
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,ef、gh為兩水平放置相互平行的金屬導(dǎo)軌,ab、cd為擱在導(dǎo)軌上的兩金屬棒,與導(dǎo)軌接觸良好且無摩擦.當(dāng)一條形磁鐵向下靠近導(dǎo)軌時(shí),關(guān)于兩金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況的描述正確的是( )
A. 不管下端是何極性,兩棒均向外相互遠(yuǎn)離
B. 不管下端是何極性,兩棒均相互靠近
C. 如果下端是N極,兩棒向外運(yùn)動(dòng),如果下端是S極,兩棒相向靠近
D. 如果下端是S極,兩棒向外運(yùn)動(dòng),如果下端是N極,兩棒相向靠近
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】蘋果從樹上落向地面而不飛上天空,是因?yàn)椋ā 。?/span>
A. 地球受到蘋果的萬有引力作用
B. 蘋果受到地球的萬有引力作用
C. 地球?qū)μO果的萬有引力大于蘋果對(duì)地球的萬有引力
D. 地球?qū)μO果的萬有引力小于蘋果對(duì)地球的萬有引力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、OB豎直,一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力.已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中( )
A. 重力做功2mgR B. 機(jī)械能減少mgR
C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功mgR
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,下列說法正確的是
A. 速度方向可能不變
B. 速度方向一定改變
C. 速度大小一定改變
D. 所受合外力可能為零
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】物體的質(zhì)量為m=2.5 kg,靜止在水平地面上。物體與地面間滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.2,物體受到與地面平行的拉力F作用,F(xiàn)方向不變,大小隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示,那么下述判斷正確的是( )
A. 前2 s物體靜止不動(dòng),因拉力小于最大靜摩擦力
B. 6 s內(nèi),拉力F對(duì)物體的沖量大小等于50N·s
C. 6 s內(nèi),摩擦力對(duì)物體的沖量大小等于30N·s
D. 6 s末物體的速度大小是12m/s
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,空間存在一個(gè)半徑為R0的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。有一個(gè)粒子源在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以一定速率發(fā)射大量粒子,粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q。將粒子源置于圓心,則所有粒子剛好都不離開磁場(chǎng),不計(jì)粒子重力,且不考慮粒子之間的相互作用,試求解:
(1)帶電粒子速度的大。
(2)若粒子源可置于磁場(chǎng)中任意位置,且磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?/span>,求粒子在磁場(chǎng)中最長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t;
(3)若原磁場(chǎng)不變,再疊加另一個(gè)半徑為Rx(Rx>R0)的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為,方向垂直于紙面向外,兩磁場(chǎng)區(qū)域成同心圓,此時(shí)該離子源從圓心出發(fā)的粒子都能回到圓心,求Rx的最小值和粒子從發(fā)射到第一次回到圓心的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。
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