分析 (1)在匀速运动阶段,受力平衡,根据平衡条件列式即可求解;
(2)加速阶段,设球拍对球的支持力为N′,根据牛顿第二定律即可求解;
(3)根据牛顿第二定律求出球沿球拍面下滑的加速度,当球运动的位移小于等于r时,球不从球拍上掉落,根据运动学基本公式列式即可求解.
解答 解:(1)在匀速运动阶段,有 mgtanθ0=kv0
得k=$\frac{mgtan{θ}_{0}}{{v}_{0}}$
(2)加速阶段,设球拍对球的支持力为N′,有
N′sinθ-kv=ma
N′cosθ=mg
得tanθ=$\frac{a}{g}$+$\frac{v}{{v}_{0}}$tanθ0
(3)以速度v0匀速运动时,设空气阻力与重力的合力为F,有F=$\frac{mg}{cos{θ}_{0}}$
球拍倾角为θ0+β时,空气阻力与重力的合力不变.
设球沿球拍面下滑的加速度大小为a′,有Fsinβ=ma′
设匀速跑阶段所用时间为t,有
t=$\frac{s}{{v}_{0}}$-$\frac{{v}_{0}}{2a}$
球不从球拍上掉落的条件 $\frac{1}{2}$a′t2≤r
得 $sinβ≤\frac{{2rcos{θ_0}}}{{g{{(\frac{s}{v_0}-\frac{v_0}{2a})}^2}}}$.
答:
(1)空气阻力大小与球速大小的比例系数k为$\frac{mgtan{θ}_{0}}{{v}_{0}}$;
(2)在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式为tanθ=$\frac{a}{g}$+$\frac{v}{{v}_{0}}$tanθ0;
(3)β应满足的条件为 $sinβ≤\frac{{2rcos{θ_0}}}{{g{{(\frac{s}{v_0}-\frac{v_0}{2a})}^2}}}$.
点评 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的应用,关键要求同学们能正确受力分析.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | $\frac{{{U}_{1}}^{2}}{R}$ | B. | $\frac{({U}_{1}-{U}_{2})^{2}}{R}$ | C. | I2R | D. | U1I |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都增大 | |
B. | 缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都不变 | |
C. | 缆绳与竖直方向的夹角α可能大于角β | |
D. | 缆绳拉力F1的功率保持不变 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 1m/s | B. | 2 m/s | C. | 3 m/s | D. | 4 m/s |
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