练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    6．滑板运动是一项磁极运动项目，深受青少年喜欢，某次比赛部分赛道图甲所示，现将赛道简化为如图乙所示的模型，粗糙倾斜轨道AB与光滑圆弧形轨道BC相切于B点，水平轨道CD与光滑圆弧形 BC、DE相切于C、D点．运动员与滑板一起（可看做质点）从A点静止开始滑下，经过C点时对轨道压力大小FN=2400N，滑过CD冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回，已知人和滑板总质量为m=60kg，斜面AB长L=8m，斜面与水平面的夹角θ=53°，粗糙水平面CD长S=6m，圆弧形轨道半径均为R=4m，不计空气阻力，g取10m/s．（sin53°=0.8，cos53°=0.6）
    （1）求滑板与斜面之间的动摩擦系数μ；
    （2）求运动员第2次经过B的速度大小；
    （3）求运动员从A点开始下滑到第1次回到斜面AB速度为零的过程机械能的损失量．

    分析 （1）运动员经过C点时对轨道压力大小FN=2400N，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解C点速度；再对从A到C过程根据动能定理列式求解滑板与斜面之间的动摩擦系数μ；
    （2）先对从C到E过程根据动能定理列式，再对从E到B的返回过程根据动能定理列式求解B点的速度；
    （3）对从B点向上返回过程根据动能定理列式求解位移，最后再根据机械能的定义公式求解从A点开始下滑到第1次回到斜面AB速度为零的过程机械能的损失量．

    解答 解：（1）运动员经过C点时对轨道压力大小FN=2400N，根据牛顿第三定律，支持力FN′也为2400N，根据牛顿第二定律，有：
    FN′-mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
    解得：vC=2$\sqrt{30}$m/s
    从C到E过程，根据动能定理，有：
    -μmgcosθ•L+mgsinθ•L+mg（R-Rcosθ）=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$-0
    代入数据解得：μ=$\frac{5}{12}$
    （2）从C到E过程，根据动能定理，有：
    $-f•S-mgR=0-\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$   ①
    从E到B的返回过程，根据动能定理，有：
    mgRcosθ-fS=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}-0$    ②
    联立①②解得：
    vB=2$\sqrt{2}$m/s
    （3）从B返回到最高点过程，根据动能定理，有：
    -（mgsinθ+μmgcosθ）x=0-$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
    解得：x=$\frac{8}{21}m$
    故运动员从A点开始下滑到第1次回到斜面AB速度为零的过程机械能的损失量为：
    △E=mg（L-x）sinθ=60×10×（8-$\frac{8}{21}$）×0.8J≈3.7×103J
    答：（1）滑板与斜面之间的动摩擦系数μ为$\frac{5}{12}$；
    （2）运动员第2次经过B的速度大小为2$\sqrt{2}$m/s；
    （3）运动员从A点开始下滑到第1次回到斜面AB速度为零的过程机械能的损失量为3.7×103J．

    点评 本题关键是明确运动员的受力情况、运动情况和能量转化情况，要灵活选择运动过程根据动能定理多次列式求解，对圆周运动，要能找到向心力来源，根据牛顿第二定律列式求解，不难．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．图中弹簧秤、绳和滑轮的重力均不计，绳与滑轮间的摩擦力不计，物体的重力是G，弹簧秤的读数F为（　　）
    A．F=GB．F=$\frac{1}{2}$GC．F=2 GD．F=$\frac{\sqrt{3}}{2}$G

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    17．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到A上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．A和B分别接到高压电源的正极和负极，其装置示意图如图所示，含粉尘的高温气体从管口D（填“C”或“D”）进入金属管A内，A、B之间有很强的电场，距B越近，场强越大．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    14．如图所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住．现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中（该过程小球未脱离球面），挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力N的变化情况是（　　）
    A．F增大B．N增大C．F减小D．N减小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．水平地面上有-只质量为20kg的木箱，木箱与地面间动摩擦因数为0.5，在木箱上加一个与水平方向成37°斜向下的推力F，如图所示．若木符匀速前进．求：
    （1）推力F${\;}_{{\;}_{1}}$：
    （2）若木箱以加速度a=1m/s2向右做匀加速直线运动．求推力F2
    （3）若木箱以加速度a=1m/s2加速度从静止起运动.10s仍末撤去推力．则木箱还可以滑行多少时间？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．关于重力，下列说法中正确的是（　　）
    A．物体对支持面的压力一定等于物体的重力
    B．重力的方向总是垂直于接触面向下
    C．形状规则的物体的重心就在物体的几何中心
    D．重心是物体所受重力的等效作用点

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    18．在半径为R的某星球上，从高为h的平台上水平踢出一球，欲击中水平面上的A点，若两次踢球的方向都相同，第一次初速度为v1，着地点比A近了a，第二次初速度为v2，着地点却比A远了b，已知万有引力常量为G，求该星球的质量和密度．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    15．如图所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，有一半面积在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，当线圈以ab边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．一辆做匀加速直线运动的汽车，10s内先后通过路旁相距70m的两根电线杆，若汽车经过第一根电线杆时速度为2m/s，则汽车加速度为多大？它通过第二根电线杆时速度为多大？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案