(10分)表演“顶竿”杂技时,一人站在地上(称为“底人”),肩上扛一长6 m,质量为5 kg的竹竿.一质量为40 kg的演员在竿顶从静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到竿底时速度正好为零.假设加速时的加速度大小是减速时的2倍.下滑总时间为3 s,两阶段竹竿对“底人”的压力分别为多大?(g取10 m/s2)
290N 530N
解析试题分析:人加速时加速度大小是减速时加速度大小的2倍,说明加速的时间t1是减速时间t2的一半,即加速时间为1 s,减速时间为2 s.设下滑过程中的最大速度为vm则由运动公式得:
L=t,vm= m/s="4" m/s
加速下滑时的加速度:a1= m/s2="4" m/s2
减速下滑时的加速度:a2=="2" m/s2.
对演员受力分析,受向下的重力mg和向上的摩擦力Ff,由牛顿第二定律可得:
加速下滑时:
减速下滑时:
由牛顿第三定律可知,演员加速下滑和减速下滑时对杆的摩擦力分别为向下,向下。
对杆受力分析,受向下的重力和向下的摩擦力及“底人”施加的向上支持力,由平衡条件可得加速下滑时
减速下滑时,由牛顿第三定律可得在加速过程中杆对底人的压力分别为290N和530N。
考点:牛顿第二定律及应用
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(15分)如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环,棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1),断开轻绳,棒和环自由下落,假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失,棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计,求:
⑴棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度;
⑵棒与地面第二次碰撞前的瞬时速度;
⑶从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对棒和环做的功分别是多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(16分)如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高,质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
⑴求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;
⑵若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值;
⑶若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(10分)如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,
求:(1)当物体A从开始到刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离
(2)斜面倾角α
(3)B的最大速度。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(20分)一轻质细绳一端系一质量为kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴O 上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,如图所示,水平距离s=2m,动摩擦因数μ=0.25.现有一小滑块B,质量也为,从斜面上滑下,每次与小球碰撞时相互交换速度,且与挡板碰撞不损失机械能.若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2,(斜面底端与水平面光滑连接,即滑块通过连接点时无机械能损失)。试问:
(1)若滑块B从h=5m处滑下,要保证运动过程中绳子不会断,绳子的最大承受拉力至少应为多大。
(2)若滑块B从斜面某一高度处滑下与小球第一次碰撞后,使小球恰好在竖直平面内做完整的圆周运动,求此高度。
(3)若滑块B从H="4.9m" 处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数n.
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(18分)如图所示,传送带以v=10m/s的速度逆时针运动,与水平面夹角θ=370,传送带A 端到B 端距离L=29m。在传送带顶部A 端静止释放一小物体,物体与传送带间动摩擦因数 μ="0.5" ,g=10m/s2。试求物体从A 运动到底部B的时间。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(12分)如图,一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.3m,,小球到达A点时的速度 v="4" m/s 。取g ="10" m/s2,求:
(1)小球做平抛运动的初速度v0
(2)P点与A点的高度差;
(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径R,如图所示,物块质量为m,弹簧处于压缩状态,现剪断细线,在弹力的作用下获得一个向右的速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点,求:
(1)弹簧对物块的弹力做的功;
(2)物块从B至C克服摩擦阻力所做的功;
(3)物块离开C点后落回水平面时动能的大小
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(13分)如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为v0,此时拖船缆绳与水平方向夹角为θ。小船从A点沿直线加速运动到B点时速度大小为v1,A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求:
(1)小船在A点时,电动机牵引绳的速度v和电动机对绳的拉力F为多少;
(2)小船在B点时的加速度大小a;
(3)小船从A点运动到B点经过多少时间t
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