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[物理]
如图所示,摩托车做腾跃特技表演,以1m/s的初速度沿曲面冲上高0.8m顶部水平的高台,若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶,经过1.2s到达平台顶部.然后关闭发动机,离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑,A、B为圆弧两端点,其连线水平,已知圆弧半径为R=1.0m,已知人和车的总质量为180kg,特技表演的全过程中不计一切阻力.则:(计算中取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
(1)求人和车从顶部平台飞出的水平距离s;
(2)人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨轨道的压力.

【答案】分析:(1)根据动能定理,求出人和摩托车到达平台顶端的速度,然后做平抛运动,根据高度求出平抛运动的时间,从而求出平抛运动的水平距离.
(4)摩托车恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道,根据平抛运动的落地速度的方向求出圆弧的夹角,再结合动能定理和牛顿第二定律求出圆弧轨道对人和车的支持力大小,从而得出压力的大小.
解答:解:(1)摩托车冲上高台的过程中,由动能定理得

代入数据解得:v=3m/s.
摩托车离开平台后做平抛运动过程中,在竖直方向上:

代入数据解得t=0.4s.
水平方向上:s=vt=3×0.4m=1.2m.
(2)由于人和车无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,即人和车落到A点的速度方向沿A点切线方向.
vy=gt=4m/s.
由于人和车的水平速度为v=3m/s.

摩托车由水平高台运动到圆弧轨道最低点的过程中,由动能定理得,

在最低点,由牛顿第二定律得:

代入数据解得FN=7740N
根据牛顿第三定律知,车对轨道的压力为7740N.
点评:本题涉及了不规则曲线运动、平抛运动和圆周运动,综合考查了动能定理和牛顿第二定律,综合性较强,对学生能力考查比较全面.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

A.(选修模块3-3)
二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一,人类在采取节能减排措施的同时,也在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.
(1)在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减为原来的一半,不计温度变化,则此过程中
BD
BD

A.封闭气体对外界做正功            B.封闭气体向外界传递热量
C.封闭气体分子的平均动能增大      D.封闭气体组成的系统的熵减小
(2)实验发现,二氧化碳气体在水深170m处变成液体,它的密度比海水大,靠深海的压力使它永沉海底,以减少排放到大气中的二氧化碳量.容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而
增大
增大
(选填“增大”、“减小”或“不变”);在二氧化碳液体表面,其分子间的引力
大于
大于
(选填“大于”、“等于”或“小于”)斥力.
(3)实验发现,在水深300m处,二氧化碳将变成凝胶状态,当水深超过2500m时,二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体.设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N,将二氧化碳分子看作直径为D的球,体积为于
1
6
π
D3,则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少?
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是
AB
AB

A.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
C.一列波在向前传播,当波源突然停止振动时,其他质点也同时停止振动
D. 单摆的摆长增大后,简谐运动的频率会变大
(2)我国正在大规模建设第三代移动通信系统(3G),它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来,能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务.某移动运营商采用1.8x109HZ的电磁波传递信号,此电磁波在真空中的波长为
0.17
0.17
m;在通话时,手机将声音信号转变成电信号,再经过
调制
调制
(选填“调谐”、“调制”或“解调”)后,把信号发送到基站中转.
(3)在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体,其俯视图如图所示,0为半圆的圆心.甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率,进行了如下实验.他们分别站在A、O处时,相互看着对方,然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动,到达B、C处时,甲刚好看不到乙.已知半圆柱体的半径为R,OC=0.6R,BC⊥OC,则半圆柱形透明物体的折射率为多少?
C.(选修模块3-5)
(1)下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是
CD
CD

A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦方程的正确性
B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分
C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象
D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性
(2)氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,这群氢原子能发出
6
6
种谱线,发出的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功应小于
12.75
12.75
eV.
(3)近年来,国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展,它利用的核反应方程是
 
2
1
H+
 
3
1
H
 
4
2
He+
 
1
0
n
.若
 
2
1
H
 
3
1
H
迎面碰撞,初速度大小分别为v1、v2
 
2
1
H
 
3
1
H
 
4
2
He、
 
1
0
n
的质量分别为m1、m2、m3、m4,反应后
 
4
2
He的速度大小为v3,方向与
 
2
1
H
的运动方向相同,求中子
 
1
0
n
的速度
(选取m的运动方向为正方向,不计释放的光子的动量,不考虑相对论效应).

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科目:高中物理 来源: 题型:

物理选修3-3
(1)下列说法正确的是
A.布朗运动虽然不是液体分子的运动,但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动
B.在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中,分子
间作用力先减小后增大;分子势能不断增大
C.在温度不变的条件下,增大饱和汽的体积,就可减小饱和汽的压强.
D.液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性
(2)(某压力锅的结构如图所示.盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起.假定在压力阀被顶起时,停止加热.
①若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分子数的 估算表达式.
②假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量.锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少?
③已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=P0(1-αH),其中常数α>0.结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅,当压力阀被顶起时锅内气体温度有何不同.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?山东模拟)(物理-选修3-3):
(1)一种油的密度为ρ,摩尔质量为M.取体积为V的油慢慢滴出,可滴n滴.将其中一滴滴在广阔水面上形成面积为S的单分子油膜,阿伏加德罗常数是
6Mn3S3
πρV3
6Mn3S3
πρV3

(2)如图所示,一定质量的理想气体从状态A经B、C、D再回到A,问AB、BC、CD、DA是什么过程?已知在状态A时容积为1L,求该气体在B、C、D三种状态时的体积?并把此图改画为p-V图.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母前的方框涂满涂黑.如都作答,则按A、B两小题评分.)
A.(选修模块3-3)
(1)下列说法正确的是
 

A.只要外界对气体做功,气体内能一定增大
B.物体由气态变成液态的过程,分子势能减小
C.当分子间距离增大时,分子间引力增大,而分子间斥力减小
D.液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能
(2)如图所示精英家教网,弹簧一端固定于水平面上,另一端与质量为m的活塞拴接在一起,开口向下、质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体.气缸和活塞均可与外界进行热交换.若外界环境的温度缓慢降低,则封闭气体的体积将
 
(填“增大”、“减小”或“不变”),同时将
 
(填“吸热”、“放热”或“既不吸热,也不放热”).
(3)某种油的密度为ρ,摩尔质量为M.取体积为V的油慢慢滴出,可滴n滴.将其中一滴滴在广阔水面上,形成面积为S的单分子油膜.试估算:①阿伏加德罗常数;②其中一滴油滴含有的分子数.
B.(选修模块3-4)
(1)以下说法中正确的是
 

A.隐形战机表面涂料利用了干涉原理,对某些波段的电磁波,涂料膜前后表面反射波相互抵消
B.全息照片往往用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性
C.根据宇宙大爆炸学说,遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线
D.海市蜃楼是光的色散现象引起的
(2)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2~L图象,如图甲所示.去北大的同学所测实验结果对应的图线是
 
(选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了其在实验室
得到的两个单摆的振动图象(如图乙),由图可知,两单摆摆长之比
La
Lb
=
 

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(3)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率为n=
3
,直径AB与屏幕垂直并接触于A点.激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离L.
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C.(选修模块3-5)
(1)下列说法正确的有
 

A.卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小
B.氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大,核外电子的运动加速度增大
C.物质波是一种概率波,在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动
D.β衰变说明了β粒子(电子)是原子核的组成部分
(2)如图为氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出多个能量不同的光子,其中频率最大的光子能量为
 
eV,若用此光照射逸出功为2.75V的光电管上,则加在该光电管上的反向遏止电压为
 
V
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(3)查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子.
完成下列核反应方程:24He+49Be
 

通过在云室中让中子与静止的已知质量的核发生正碰的实验可以测定中子的质量,若已知被碰核氮核的质量为M,中子的入射速度大小为v,反弹速度大小为
13v
15
,氮核在碰撞中获得的速度大小为
2v
15
,则中子的质量多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑,如都作答则按A、B两小题评分.)
12A、(选修模块3-3)
(1)下列叙述中正确的是
 

A、一定质量的气体压强越大,则分子的平均动能越大
B、分子间的距离r增大,分子间的作用力做负功,分子势能增大
C、达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度
D、悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越明显精英家教网
(2)若一定质量的理想气体分别按图所示的三种不同过程变化,其中表示等容变化的是
 
(填“a→b“、“b→c“或“c→d′’),该过程中气体
 
(填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”).
(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3,空气的摩尔质量为0.029kg/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1.若潜水员呼吸一次吸入2L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字)
B、(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是
 

A、在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽
B、调谐是电磁波发射过程中的一步骤
C、两列水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,质点P的位移始终最大
D、超声仪器使用超声波而不用普通声波,是因为超声波不易发生衍射
(2)如图甲所示,现有一束白光从图示位置射向棱镜Ι,在足够大的光屏M上形成彩色光谱,下列说法中正确的是
 

精英家教网A、屏M自上而下分布的色光的波长由小到大
B、在各种色光中,红光通过棱镜时间最长
C、若入射白光绕入射点顺时针旋转,在屏M上最先消失的是紫光
D、若在棱镜Ι和屏M间放置与Ι完全相同的棱镜Ⅱ,相对面平行(如图乙所示),则在屏M上形成的是彩色光谱
(3)如图,质点O在垂直x轴方向上做简谐运动,形成了沿x轴正方向传播的横波.在t=0时刻质点O开始沿Y方向运动,经0.4s第一次形成图示波形,则求该简谐波波速和x=5m处的质点B在t=1.8s时间内通过的路程.
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C、(选修模块3-5)
(1)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是
 

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A、图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一
B、图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的
C、图丙:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子
D、图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性
(2)一点光源以功率P向外发出波长为λ的单色光,已知普朗克恒量为h,光速为c,则此光源每秒钟发出的光子数为
 
个,若某种金属逸出功为W,用此光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能为
 

(3)在光滑的水平面上有甲、乙两个物体发生正碰,已知甲的质量为1kg,乙的质量为3kg,碰前碰后的位移时间图象如图所示,碰后乙的图象没画,则求碰后乙的速度,并在图上补上碰后乙的图象
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同步练习册答案