【题目】运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目.如图所示,AB是水平路面,BC是半径为20m的圆弧,CDE是一段曲面.运动员驾驶功率始终为9kW的摩托车,先在AB段加速、经过4.3s到B点时达到最大速度20m/s,再经3s的时间通过坡面到达E点时关闭发动机水平飞出.已知人的质量为60kg、摩托车的质量为120kg,坡顶高度h=5m,落地点与E点的水平距离x=16m,重力加速度g=10m/s2 . 设摩托车在AB段所受的阻力恒定,运动员及摩托车可看作质点.求:
(1)AB段的位移大小;
(2)摩托车过B点时对运动员支持力的大小;
(3)摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功.
【答案】
(1)
解:摩托车在水平面上已经达到了最大速度,牵引力与阻力相等.
则有P=Fυ=fυ
因此f= =
=450N
摩托车,从A到B过程,由动能定理可知:
解得:xAB=6m
(2)
解:摩托车在B点,进行受力分析,由牛顿第二定律得:N﹣mg=m
则有:N=m +mg=1800N
由牛顿第三定律得地面支持力的大小为1800N
(3)
解:对摩托车的平抛运动过程,竖直方向自由落体,
则有t=
水平方向做匀速直线运动,
则有平抛的初速度υ0=
摩托车在斜坡上运动时,由动能定理得:
Pt﹣Wf﹣(m+M)gh=
解得Wf=30960J
【解析】(1)运用P=FV,可得摩托车达到最大速度时牵引力等于阻力,由是输出功率可求出阻力;再从A到B过程中,由动能定理可求出AB段的位移大小;(2)对人和车在B点分析,找出向心力的来源列出等式,从而求出摩托车过B点时对运动员支持力的大小.(3)运用平抛运动规律求解平抛的初速度,当摩托车在斜坡上运动时,应用动能定理求出摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功.
【考点精析】本题主要考查了向心力和动能定理的综合应用的相关知识点,需要掌握向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力;应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷才能正确解答此题.
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上B处安装了一个光电门,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放.
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=mm.
(2)下列实验要求不必要的是 .
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调节水平
D.应使细线与气垫导轨平行
(3)改变钩码的质量,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出图象.(选填“t2﹣F”“ ﹣F”或“
﹣F”).
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226.试问:
(1)镭核中有几个质子?几个中子?
(2)镭核所带电荷量是多少?
(3)若镭原子呈现中性,它核外有几个电子?
(4)是镭的一种同位素,让
和
以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,它们运动的轨迹半径之比是多少?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,电动机带动滚轮B匀速转动,在滚轮的作用下,将金属杆从最底端A送往倾角θ=30°的足够长斜面上部.滚轮中心B与斜面底部A的距离为L=6.5m,当金属杆的下端运动到B处时,滚轮提起,与杆脱离接触.杆由于自身重力作用最终会返回斜面底部,与挡板相撞后,立即静止不动.此时滚轮马上再次压紧杆,又将金属杆从最底端送往斜面上部,如此周而复始.已知滚轮边缘线速度恒为v=4m/s,滚轮对杆的正压力FN=2×104N,滚轮与杆间的动摩擦因数为μ=0.45,杆的质量为m=1×103Kg,不计杆与斜面间的摩擦,取g=10m/s2 . 求:
(1)在滚轮的作用下,杆加速上升的加速度;
(2)杆加速上升至与滚轮速度相同时前进的距离;
(3)杆从最底端开始上升到再次回到最底端经历的时间.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】图中甲图所示的线圈为5匝,其端点a,b与电压表相连,线圈内磁通量变化规律如(b)图所示,则a,b两点的电势高低及电压表读数为( )
A.φa>φb , 2伏
B.φa>φb , 1伏
C.φa<φb , 2伏
D.φa<φb , 1伏
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体,如图1所示.开始时,气体的体积为2.0×10﹣3m3 , 现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙,活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为137℃(大气压强为1.0×105Pa).
(1)求气缸内气体最终的压强和体积;
(2)在p﹣V图2上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(用箭头在图线上标出状态变化的方向).
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】氢原子在基态时轨道半径r1=0.53×10-10 m,能量E1=-13.6 eV.求氢原子处于基态时:
(1)电子的动能;
(2)原子的电势能;
(3)用波长是多少的光照射可使其电离?(已知电子质量m=9.1×10-31 kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】波长为λ=0.17 μm的紫外线照射至金属圆筒上使其发射光电子,光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中,做最大半径为r的匀速圆周运动时,已知r·B=5.6×10-6 T·m,光电子的质量m=9.1×10-31 kg,电荷量e=1.6×10-19 C,求:
(1)每个光电子的能量;
(2)金属筒的逸出功.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,物体自 O点由静止开始做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=2 m, BC=3 m,且物体通过AB、BC、CD所用的时间均为0.2 s,则下列说法正确的是( )
A.物体的加速度为20 m/s2
B.CD=4 m
C.OA之间的距离为1.125 m
D.OA之间的距离为1.5 m
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com