精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示,是一个简化后的娱乐项目示意图,游客被安全地固定在球型装备(看成质点,图中未画出)内,被弹射系统水平贴地弹出后即刻进入长为L=5m的水平轨道SO.O点既是水平路面的末端,也是半圆轨道OA的起点,以O点为坐标原点建立水平向右的x轴。竖直半圆轨道OAAB(O、A、B在同一条竖直线上,B点为半圆轨道的最高点,该处切线水平)的半径均为R=2m,它们在A点衔接,不计衔接处的缝隙大小和装备运行到此处的能量损失。半圆轨道OA的右侧是一片水域,水面略低于半径r=2m的水平圆盘,MN是圆盘的竖直支架(它与半圆轨道在同一竖直面内),N点是圆盘的圆心,M点可以左右移动,水平圆盘不能和半圆轨道OA重叠。若球型装备与SO之间的动摩擦因数μ=0.2,与两半圆轨道的摩擦不计,圆盘转轴NM的高度H=2m,不计空气阻力,球型装备的质量为50kg,在某次设备测试中,让球型装备空载运行,求:

(1)为了能让装备安全到达B点,则弹射系统应至少给装备提供多少能量?

(2)若装备恰好能安全到达B点,此后为让装备能落到水平圆盘上,求M点的坐标范围;

(3)若M点的坐标为x=6m,为让装备能落到水平圆盘上,求弹射系统提供给装备的能量。

【答案】(1)5000J(2)(4~2+2)m;(3)5000J<E<5833J。

【解析】

在最高点B根据牛顿第二定律求解速度,再根据能量关系可得能量大小;根据平抛运动的知识求解x的范围;根据平抛运动求解平抛运动的最大初速度,根据能量关系求解能量范围。

(1)在最高点B根据牛顿第二定律可得:

根据能量关系可得:

解得:E=5000J;

(2)根据平抛运动的知识可得:

水平方向上有:x=vBt

解得:

由于轨道不能重叠,所以x的范围为(4~2+2)m;

(3)由于8m>x=2m>4m,故最小能量为:E1=5000J;

根据x′=vBt

解得:

最大能量为:

弹射系统提供给装备的能量范围为5000J<E<5833J。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】实验室给同学们提供了如下实验器材:滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺,要求同学们用它们来探究加速度与力、质量之间的关系。

1)实验中因涉及的物理量较多,须采用控制变量的方法来完成该实验,即:先保持______不变,验证物体_______越小加速度越大;再保持______不变,验证物体_______越大,加速度越大。

2)某同学的做法是:将长木板的一端放在小木块上构成一斜面,用小木块改变斜面的倾角,保持小车的质量不变,让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放,改变斜面倾角的目的是____________________

3)利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况。某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了OABCDEF7个计数点(图中每相邻两个记数点间还有四个打点记时器打下的点未画出),打点计时器接的是50HZ的低压交流电源。他将一把毫米刻度尺放在纸上,其零刻度和记数点O对齐。

①下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表,其中最后两栏他未完成,请你帮他完成

线段

OA

DE

EF

数据(cm

______

______

②由以上数据可计算出打点计时器在打ABCDE各点时物体的速度,其中打E点的速度vE=________m/s(取三位有效数字)

③若交流电的频率略大于50Hz,测得的加速度比真实值______。(填偏小偏大””

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】图甲为一列简谐横波在t=2 s时的波形图,图乙为介质中平衡位置在x=1.5 m处的质点P(图中未画出)的振动图象,质点Q(图中未画出)是平衡位置为x=2 m的质点,下列说法正确的是

A. 该波波速为0.5 m/s

B. 该波沿x轴正方向传播

C. t=2 018 s时,Q质点处于波峰的位置

D. 0~2 018 s时间内,Q运动的路程为8 072 cm

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,甲图是游乐场的空中摩托设备示意图,为了缩短项目收尾时的制动时间,某兴趣小组设计了乙图所示的简化模型。平行光滑金属导轨AGDE、GCEF的间距均为L,与水平面夹角均为θ,在最低点G、E平滑连接且对称固定于水平地面上。导轨的两端AD、CF间均接有阻值为R的电阻。在导轨的NMGEGEKJ两个矩形区域内存在着匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于两轨道平面向上;区域边界MNJK的离地高度均为h。现将空中摩托简化为电阻为r,质量为m,长为L的导体棒QT,它垂直导轨由离地为H的高度处从静止释放。若导体棒QT第一次到达GE时速度大小为v,第一次到达JK时速度恰好为0.假设整个过程QT均垂直于导轨且与导轨接触良好,不计导轨电阻,不计空气阻力和摩擦,重力加速度为g。求:

(1)导体棒QT第一次经过MN时它两端的电压大小;

(2)导体棒QT从静止释放后到最终状态的整个过程中它的发热量;

(3)导体棒QT从静止释放后到它第一次到达JK的时间;

(4)试判断题中的物理量RB对制动时间是否有影响;若有影响,请分析如何调整该变量,可以缩短制动时间(即相同情况下在更短的时间内停下来)?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,直角坐标系xOy平面内有垂直于平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,一个半径为R的绝缘圆筒垂直于坐标平面放置,圆心Px轴上,O、P间的距离为2R,y轴上各点处均可沿x轴正方向发射质量为m、电荷量为q的同种带正电粒子,粒子的发射速度大小均为v0,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,求:

(1)所有打到圆筒上的粒子中,在磁场中运动时间最短的粒子在磁场运动的时间及在y轴上发射的位置坐标;

(2)y轴上什么范围内发射的粒子能打在圆筒上?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而仿佛是固定在图中的ABCD四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(取重力加速度g=10m/s2)(  )

A. 间歇发光的时间间隔是2s

B. 根据条件可以求得水滴在D点的速度

C. 水滴在BCD点速度之比满足23

D. 水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.

(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到______.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)

(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是______.(选填“1”或“2”)

(3)根据实验数据描点,绘出的图象是一条直线.若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=______,内阻r=______.(用k、b和表示)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,天花板上固定有一光滑的轻质定滑轮,绕过定滑轮且不可伸长的轻质细绳左端悬挂一质量为M的铁块;右端悬挂有两质量均为m的铁块,上下两铁块用轻质细线连接,中间夹一轻质弹簧处于压缩状态,此时细线上的张力为2mg,最初系统处于静止状态。某瞬间将细线烧断,则左端铁块的加速度大小为:

A. g/4 B. g/3 C. g D. 2g/3

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】泸州市作为全国文明城市,车让行人成为了最基本的礼仪之一。某次汽车司机驾车以的速度行驶在平直公路上,在行驶到车头距人行道距离时发现有行人过马路,于是司机立刻采取制动汽车匀减速运动,车头距行人行道边缘恰好停止,停止后,行人已全部经过人行道边缘恰好停止,车停止后,行人已经全部经过人行道,司机立即以的加速度匀加速通过人行道,汽车长,人行道宽。求:

1)司机制动过程中汽车的加速度

2)若无人过人行道,汽车保持的速度匀速运动,则该汽车车头距人行道距离开始,到汽车刚好通过人行道所用的时间;

3)为礼让行人,按照题中所述方式,该车头距人行道距离开始,到汽车刚好通过人行道所用的时间。

查看答案和解析>>

同步练习册答案
闂備胶枪妤犲繘骞忛敓锟� 闂傚倸鍊搁崑濠囧箯閿燂拷