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(15分)在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点, 选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角=,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。取重力加速度

(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
(2)若绳长l="2m," 选手摆到最高点时松手落入手中。设水对选手的平均浮力,平均阻力,求选手落入水中的深度
(3)若选手摆到最低点时松手, 小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。
(1)F=1080N (2)1.2m(3)两人的看法均不正确,当绳长越接近1.5m时,落点距岸边越远。

试题分析:(1)小球下摆过程机械能守恒             ①
在最低点应用牛顿第二定律得: F′-mg=m
解得 F′=(3-2cos)mg
由牛顿第三定律得人对绳的拉力 F=F′
则 F=1080N
(2)对开始下落到水中最低点应用动能定理得:  mg(H-lcos+d)-(f1+f2)d=0
代人数据解得: d=1.2m
(3)选手从最低点开始做平抛运动,水平方向有: x=vt
竖直方向有:H-=
还有
联立解得:
由数学知识得当时,x有最大值,因此两人的看法均不正确,当绳长越接近1.5m时,落点距岸边越远。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为FNa和FNb.不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,A是半径为r的圆形光滑轨道,固定在木板B上,竖直放置;B的左右两侧各有一光滑挡板固定在地面上,使其不能左右运动,小球C静止放在轨道最低点,A,B,C质量相等。现给小球一水平向右的初速度v0,使小球在圆型轨道的内侧做圆周运动,为保证小球能通过轨道的最高点,且不会使B离开地面,初速度v0必须满足(   )(重力加速度为g)
A.最小值为B.最大值为
C.最小值为D.最大值为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一斜块M静止于粗糙的水平面上,在其斜面上放一滑块m,若给m一向下的初速度v0,则m正好保持匀速下滑,如图(6)所示,现在m下滑的过程中再加一个作用力,则以下说法正确的是(  )
A.在m上加一竖直向下的力Fa,则m将保持匀速运动,M对地仍无摩擦力的作用
B.在m上加一沿斜面向下的力Fb,则m将做加速运动,M对地有水平向左的静摩擦力
C.在m上加一水平向右的力Fc,则m将做减速运动,在m停止前M对地仍无摩擦力的作用
D.无论在m上加上什么方向的力,在m停止前M对地都无静摩擦力的作用

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

跳高运动员从地面起跳的瞬间,下列说法中正确的是(  )
A.运动员对地面的压力大于运动员受到的重力
B.地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力
C.地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
D.运动员对地面的压力大小等于运动员受到的重力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

图中a、b是一质量m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片.当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动).图c是车内横杆上悬挂的手拉环的图象,测得θ=30°.根据题中提供的信息,无法估算出的物理量是 (   )
A.汽车的长度
B.4s末汽车的速度
C.4s内汽车牵引力所做的功
D.4s末汽车合外力的瞬时功率

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,小球的质量是2kg,细线长为2m且最大能承受40N的拉力,用细线把小球悬挂在O点,O’点距地面高度为4m,如果使小球绕OO’轴在水平面内做圆周运动, g=10m/s2求:

(1)当小球的角速度为多大时,线刚好断裂?
(2)断裂后小球落地点与悬点的水平距离?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(11分)摩擦系数μ=0.2的水平地面AB长75m,和光滑斜面在B点用一小段光滑圆弧相连,斜面和水平地面的夹角为30O且无限长,一质量为m=1kg的物体(可视为质点)从A点以初速度vo=20m/s的速度向右滑动,求物体从A点出发经过B点的速度大小和时间?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平光滑绝缘轨道MN的左端有一固定绝缘挡板,轨道所在空间存在水平向左、E=4×102N/C的匀强电场。一个质量m=0.2kg、带电荷量q=5.0×10-5C的滑块(可视为质点),从轨道上与挡板相距x1=0.2m的P点由静止释放,滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动。当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动,运动到与挡板相距x2=0.1m的Q点,滑块第一次速度减为零。若滑块在运动过程中,电荷量始终保持不变,求:

(1)滑块由静止释放时的加速度大小a;
(2)滑块从P点第一次达到挡板时的速度大小v;
(3)滑块与挡板第一次碰撞的过程中损失的机械能ΔE。

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