【题目】如图，是游乐场的一项娱乐设备。一环形座舱装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落的高度为H=75m，当落到离地面h=30m的位置时开始制动，座舱均匀减速。在一次娱乐中，某同学把质量m=6kg的书包放在自己的腿上。g取10m/s2，不计座舱与柱子间的摩擦力及空气阻力。
（1）当座舱落到离地面h1=60m和h2=20m的位置时，求书包对该同学腿部的压力各是多大；
（2）若环形座舱的质量M=4×103kg，求制动过程中机器输出的平均功率。
【答案】（1）
（2）1.5×106W
【解析】本题考查物体在自由下落和减速下降过程中的受力和功率问题，需运用运动学公式、牛顿运动定律、功率等知识求解。
（1）当座舱距地面h1=60m时，书包处于完全失重状态。故书包对该同学的压力F1=0。
座舱自由下落高度为H-h=(75-30)m=45m时，座舱开始制动，设此时的速度为v，由运动学公式得
座舱制动过程做匀减速直线运动，设其加速度大小为a，则有
联解得：a=15m/s2，方向竖直向上。
设此过程中书包受到腿的支持力为F2，根据牛顿第二定律，对书包有
代入数据可得
根据牛顿第三定律有：该同学腿部受到的压力
（2）设制动过程中座舱所受的制动力为F，经历的时间为t，
由运动学公式得：
根据牛顿第二定律，对座舱有
座舱克服制动力做功 
机器输出的平均功率
联立解得P=1.5×106W
应用题作业本系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】在一端带有定滑轮的足够长的水平木板上，小周用物体A、B分别探究了加速度随所受拉力的变化的关系，实验装置如图甲所示(图中打点计时器和纸带未画出)。实验过程中小周用不同的重物P分别挂在光滑的轻质动滑轮上，使平行于长木板的细线分别拉动长木板上的物体A、B由静止开始加速运动(纸带与打点计时器之间的阻力及空气阻力可忽略)。实验后进行数据处理，小周得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧秤弹力F的关系图线，分别如图乙中的A、B所示。
(1)由图甲判断，下列说法正确的是_________ (填序号)。
A.弹簧秤示数等于物体受到的拉力大小
B.实验时应先接通打点计时器电源，后释放物体
C.实验中重物P的质量应远小于物体的质量
D.弹簧秤的示数始终为重物P的重力大小的一半
(2)小周仔细分析了图乙中两条线不重合的原因，得出结论：两个物体的质量不等，且mA______mB(填“大于”“等于”或“小于”)；两物体与木板之间动摩擦因数μA ____ μB(填“大于”“等于”或“小于”）
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【题目】从某高度水平抛出一小球，经过t时间到达地面时，速度方向与水平方向的夹角为θ．不计空气阻力，重力加速度为g，下列结论中不正确的是（ ）
A. 小球初速度为gttanθ
B. 若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长
C. 小球着地速度大小为
D. 小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为
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【题目】关于离心运动，下列说法中正确的是 ( )
A. 汽车在转弯时由于速度太快导致翻车，与离心运动有关
B. 脱水桶工作时桶内的衣服也会做离心运动，所以脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上
C. 坐在行驶中的公共汽车内的乘客因汽车向左转弯时而向右倾倒，与离心运动无关
D. 做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力变大时将做离心运动
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【题目】（1）如图所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球松开，自由下落，A、B两球同时开始运动。观察到两球同时落地，多次改变小球距地面的高度和打击力度，重复实验，观察到两球落地，这说明了__________________
（2）如图，将两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度处由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则将观察到的现象是A、B两个小球在水平面上相遇，改变释放点的高度和上面滑道对地的高度，重复实验，A、B两球仍会在水平面上相遇，这说明_________________
(3)图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0 cm，y2为45.0 cm，A、B两点水平间距Δx为40.0 cm.则平抛小球的初速度v0为________m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0 cm，则小球在C点的速度vC为________m/s (结果保留两位有效数字，g取10 m/s2)．
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【题目】2017年4月7日出现了“木星冲日”的天文奇观,木星离地球最近最亮。当地球位于太阳和木星之间且三者几排成一条直线时,天文学称之为“木星冲日”。木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动。不考虑木星与地球的自转,相关数据见下表。则
A. 木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大
B. 木星运行的加速度比地球运行的加速度大
C. 在木星表面附近发射飞行器的速度至少为7,9km/s
D. 下一次“木星星冲日”的时间大约在2018年8月份
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【题目】
如图甲所示，一光滑绝缘的水平轨道固定在离地某一足够高度处，整个空间存在着水平向右的匀强电场。一质量为2m．不带电的弹性小球A以速度v0沿水平轨道向右运动。轨进边缘处锁定一大小与A相同．质量为m、电荷量为－q的弹性小球B。两球碰前瞬间解除对小球B的锁定．己知该电场的场强为E＝
，重力加速度为g，两球碰撞过程中电荷不犮生转移，空气阻力不计。
（1）求小球A、B第一次碰后瞬间的速度分别为v1和v2多大；
（2）求两球在下落过程中．第二次碰撞前的最大水平距离x；
（3）若在两球第一次碰后瞬间，迅速撤去电场并同时在整个空间加一磁惑应强度大小为B＝
、方向垂直纸面向外的匀强进场．请在图乙中定性画出小球B此后的运动轨迹。
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【题目】某兴趣小组为研究一种蜡烛在水中的浮力，设置了如图的实验装置，透明玻璃管中装有水，蜡烛用针固定在管的底部，当拔出细针时，蜡烛能够上浮。为研究蜡烛的运动情况，采用了智能手机的频摄功能，拍摄频率为10Hz. 在实验过程中拍摄了100多张照片，取开始不久某张照片编号为0，然后依次编号，并取出编号为10的倍数的照片，使用照片编辑软件将照片依次排列处理，以照片编号0的位置为起点，测量数据，最后建立坐标系描点作图，纵坐标为位移，横坐标为照片编号，如图所示。
通过计算机拟合发现各点连线近似于抛物线，则蜡烛上升的加速度为________m/s2（保留2位有效数字）
已知当地的重力加速度为g，忽略蜡烛运动受到的粘滞力，若要求蜡烛受到的浮力，还需要测量 ______________ 。
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