练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    17．自由式滑雪空中技巧是一项有极大观赏性的运动，其场地由①出发区、②助滑坡、③过渡区（由两段不同半径的圆弧平滑相连，其中CDE弧的半径为3m，DE弧的圆心角60°）、④跳台（高度可选）组成．比赛时运动员由A点进入助滑区做匀加速直线运动，经过渡区后沿跳台的斜坡匀减速滑至跳台F处飞出，运动员的空中动作一般须在54km/h到68km/h的速度下才能成功完成，③④不计摩擦和空气阻力，取g=10m/s2，求：
    （1）某运动员选择由A点无初速滑下，测得他在②、④两段运动时间之比为t1：t2=3：1，且已知AB=2EF，则运动员在这两坡段运动平均速度之比及加速度之比各为多少？
    （2）另一质量60kg的运动员，选择高h=4m的跳台，他要成功完成动作，在过渡区最低点D处至少要承受多大的支持力？
    （3）试求为了能成功完成空中动作，助滑过程中他至少需要消耗多少体能？

    分析 （1）通过平均速度的定义，并匀变速运动加速度和速度的关系求得速度之比、加速度之比；
    （2）通过机械能守恒求得D点的最小速度，然后由牛顿第二定律求得最小支持力；
    （3）根据能量守恒得到消耗的体能．

    解答 解：（1）运动员在②④上做匀变速运动，故两段运动的平均速度之比$\frac{\overline{{v}_{AB}}}{\overline{{v}_{EF}}}=\frac{\frac{AB}{{t}_{1}}}{\frac{EF}{{t}_{2}}}=\frac{2}{3}$；
    运动员在BCDE上运动过程只有重力做功，故机械能守恒，那么，运动员在B点和E点的速度相同，设都为v1；
    那么，在②上的加速度为：${a}_{1}=\frac{{v}_{1}-\overline{{v}_{AB}}}{\frac{1}{2}{t}_{1}}=\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$
    在④上的加速度为：${a}_{2}=\frac{\overline{{v}_{EF}}-{v}_{1}}{\frac{1}{2}{t}_{2}}=\frac{\frac{3}{2}\overline{{v}_{AB}}-{v}_{1}}{\frac{1}{2}×\frac{1}{3}{t}_{1}}=\frac{\frac{3}{4}{v}_{1}-{v}_{1}}{\frac{1}{6}{t}_{1}}$=$-\frac{3}{2}\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$；
    故运动员在这两坡段运动加速度大小之比$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}=\frac{2}{3}$；
    （2）运动员的空中动作一般须在54km/h到68km/h的速度下才能成功完成，即为：$15m/s≤{v}_{F}≤\frac{170}{9}m/s$；
    运动员从D到F运动过程只有重力做功，机械能守恒，故有：$\frac{1}{2}m{{v}_{D}}^{2}=mg（h+R-Rcos60°）+\frac{1}{2}m{{v}_{F}}^{2}$；
    对运动员在D点应用牛顿第二定律可得：${F}_{N}=mg+\frac{m{{v}_{D}}^{2}}{R}$；
    故vF越小，vD越小，FN越小；所以，vFmin=15m/s，${v}_{Dmin}=\sqrt{335}m/s$，FNmin=7300N；
    （3）A到F过程只有重力做功，机械能守恒，故由能量守恒可知：助滑过程中他不需要消耗体能．
    答：（1）某运动员选择由A点无初速滑下，测得他在②、④两段运动时间之比为t1：t2=3：1，且已知AB=2EF，则运动员在这两坡段运动平均速度之比为$\frac{2}{3}$，加速度之比为$\frac{2}{3}$；
    （2）另一质量60kg的运动员，选择高h=4m的跳台，他要成功完成动作，在过渡区最低点D处至少要承受7300N的支持力；
    （3）为了能成功完成空中动作，助滑过程中他不需要消耗体能．

    点评 经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解．

    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：多选题

    17．如图所示，A、B、C是电场中的三条电场线，某带负电粒子（不计重力）以速度v0从M点沿虚线路径运动到N点，下列关于M点和N点的电势φ，该带电粒子在这两点的速度v、加速度a和电势能E的比较，正确的是（　　）
    A．φM＜φNB．vM＞vNC．aM＞aND．EpM＞EPN

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．中俄两国海军于2016年9月12日至19日在广东湛江以东海空域举行代号为“海上联合-2016”的联合军事演习．演习期间，一名中国空降兵从悬停在高空的直升飞机上竖直下落，他从离开飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
    A．第10s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s末
    B．0-10s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力
    C．0-10s内空降兵的速度和加速度都在增大
    D．在10s-15s时间里空降兵竖直方向的加速度方向向上，大小在逐渐减小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    5．如图1所示，AB段为一与水平面成37°角的光滑斜面，BCDE段为一传送带，BC段水平、角CDE也为37°，传送带与物体间动摩擦因数为0.5，转动轮大小不计．一弹簧一端固定在斜面的底端，另一端拴住质量为m1=4kg的小物块P，小物体Q与P接触，已知Q的质量为m2=10kg，弹簧的质量不计，劲度系数k=100N/m，系统恰好在斜面某位置处于静止，现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它们一起从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知力F的大小随位移x按如图2所示规律变化 （sin 37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2） 求：
    （1）刚开始时加力F时弹簧的压缩量
    （2）求PQ一起运动的加速度的大小；如果PQ运动0.4m恰好到B点，求物体Q到B点时的速度大小
    （3）如果运动0.4m到B点时，PQ刚好分离，同时撤去拉力F，传送带逆时针匀速转动，速度大小为10m/s，物体经过B点时利用特殊装置使使物体速度方向立即变为水平，大小不变，BC段距离为X=0.4m，当物体运动到C点时，传送带开始顺时针匀速转动，速度大小不变，CD段长度为S=22.25m，求物块从C运动到D所用时间．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    12．某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的电阻率．

    ①为了设计电路，先用多用电表的欧姆档粗测圆柱形导体的电阻，采用“×10”档，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来．
    ②分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量，结果如图1所示，其读数分别是L=23.7mm，d=2.792mm．
    ③为使实验更加准确，又采用伏安法进行了电阻的测量，右面两个电路方案中，应选择图2中的图乙（填“甲”或“乙”）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    2．如图，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开．当K接通时，以下说法正确的是（　　）
    A．副线圈两端M、N的输出电压不变
    B．副线圈输电线等效电阻R上的电压减小
    C．通过灯泡L1的电流增大
    D．原线圈中的电流增大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．某质量为50kg的溜冰运动员抱着一质量为600g的篮球站在水平冰面上，该运动员以大小为10m/s的速度把篮球水平抛出，在篮球被抛出后的瞬间，运动员的动量大小为（不计摩擦和空气阻力）（　　）
    A．6kg•m/sB．5.9kg•m/sC．12kg•m/sD．5×102kg•m/s

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．在大型超市的仓库中，经常需要利用传送带将货物运送到指定位置，如图所示，倾斜传送带逆时针匀速转动，其中有一箱货物始终与传送带保持相对静止且向上运动，下列说法正确的是（　　）
    A．货物所受合力沿传送带向上B．重力对货物做正功
    C．支持力对货物做负功D．摩擦力对货物做正功

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．如图所示，轻质细杆上固定A、B两小球，将杆拉倒如图所示位置后由静止释放，则在两球向下摆动过程中，下列做功情况的叙述正确的是（　　）
    A．杆OA对A球做正功B．．杆AB对B球不做功
    C．杆AB对A球做负功D．杆AB对B球做正功

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案