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(16分)滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,具有很强的观赏性与趣味性。下坡式滑行轨道可H简化为如下模型:如图所示,abcdf为同一竖直平面内的滑行轨道,其中ab、df两段均为倾角=37o的斜直粗糙轨道,bc为一段半径为R=5m的光滑圆弧,圆弧与ab相切于磊点,圆弧圆心O在c点的正上方。已知ab之间高度差H1=5rn,cd之间高度差H2=2.25m,运动员连同滑板的总质量m=60kg。运动员从a点由静止开始下滑后从C点水平飞出,落在轨道上的e点,经短暂的缓冲动作后沿斜面方向下滑。de之间的高度差H3="9" m,运动员连同滑板可视为质点,忽略空气阻力,取g =10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8 。求:
(1)运动员刚运动到c点时的速度大小;
(2)运动员(连同滑板)刚运动到c点时对轨道的压力;
(3)运动员(连同滑板)在由a点运动到b点过程中阻力对它做的功。

(1)8m/s(2)1368N(3)-1680J

解析试题分析:(1)物体从C到e点做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动
H2+H3=gt2
t=
ce之间的水平距离为
从c到e做平抛运动,在水平方向做匀速运动

(2)在c点由牛顿第二定律可知FN?mg=m
FN=mg+m=60×10+60×N=1368N
根据牛顿第三定律可知,运动员对轨道的压力为1368N,方向竖直向下;
(3)由a到c由动能定理可知
mg(H1+R?Rcos37°)+ Wf
代入数据解得Wf=-1680J
考点:动能定理、牛顿定律及平抛运动。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

在光电效应试验中,某金属的截止频率相应的波长为λ0,该金属的逸出功为     .若用波长为λ (λ<λ0)单色光做实验,则其截止电压为    .(已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图左下图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,两轨道用的电阻连接,有一质量m=0.5kg的导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上。现用水平拉力F沿水平方向拉动导体杆,则: 

(1)若拉力F大小恒为4N,请说明导体杆做何种运动,最终速度为多少?
(2)若拉力F大小恒为4N,且已知从静止开始直到导体棒达到稳定速度所经历的位移为s=10m,求在此过程中电阻R上所生的热;
(3)若拉力F为变力,在其作用下恰使导体棒做加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动,请写出拉力F随时间t的变化关系式

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,一滑板爱好者总质量(包括装备)为50kg,从以O为圆心,半径为R=1.6m光滑圆弧轨道的A点(α=600)由静止开始下滑,到达轨道最低点B后(OB在同一竖直线上),滑板爱好者沿水平切线飞出,并恰好从C点以平行斜面方向的速度进入倾角为37°的斜面,若滑板与斜面的动摩擦因素为μ=0.5,斜面长S="6" m,(g=10m/s2,sin370=0.6;cos370=0.8)求:

(1)滑板爱好者在B、C间运动的时间;
(2)滑板爱好者到达斜面底端时的速度大小。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l.水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态.小物块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回,经水平轨道返回圆形轨道.已知R=0.2m,l=1.0m,,物块A质量为m=1kg,与PQ段间的动摩擦因数为μ=0.2,轨道其他部分摩擦不计,取g=10m/s2。求:

(1)物块A与弹簧刚接触时的速度大小.
(2)物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度.
(3)调节PQ段的长度l,A仍以v0从轨道右侧冲上轨道,当l满足什么条件时,A物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1m,两轨道之间用R=3Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图(乙)所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离s' 后停下,在滑行s' 的过程中整个电路产生的焦耳热为16J。求:

(1)拉力F作用过程中,通过电阻R上电量q;
(2)导体杆运动过程中的最大速度vm
(3)拉力F作用过程中,电阻R上产生的焦耳热。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(20分)如图所示,A为一具有光滑曲面的固定轨道,轨道底端是水平的,质量M=30kg的小车B静止于轨道右侧,其板面与轨道底端靠近且在同一水平面上,一个质量m=10kg的物体C以初速度零从轨道顶滑下,冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并继续一起运动。若轨道顶端与底端水平面的高度差h为0.80m,物体与小车板面间的动摩擦因数为0.40,小车与水平面间的摩擦忽略不计,(取g=10m/s2),求:
(1)物体与小车保持相对静止时的速度;
(2)从物体冲上小车到与小车相对静止时小车位移;
(3)物体冲上小车后相对于小车板面滑动的距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示,粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BDC在B处平滑连接,B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点,D为半圆轨道的最右端。一个质量m的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上,细线的左端固定在竖直墙壁上。在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧,此时P到B点的距离为x0。物体P与水平轨道间的动摩擦因数为μ,半圆轨道半径为R。现将细线剪断,P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道,恰好能通过C点。试求:

(1)物体经过B点时的速度的大小?
(2)细线未剪断时弹簧的弹性势能的大小?
(3)物体经过D点时合力的大小?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,质量为m的小物块(可视为质点)在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度υ飞离桌面,最终落在水平地面上。已知υ="3.0" m/s,m=0.10kg,l=1.4m,s=0.90m,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:

(1)桌面高h的大小;
(2)小物块的初速度大小v0

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