18.深圳欢乐谷游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来(如图甲)。我们把这种情况抽象为图乙的模型:弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,使小球从弧形轨道上的一定高度由静止滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。实验发现,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点而不掉下。如果已知圆轨道的半径为R=5m,小球至少要从多高的地方由静止滚下,才可使小球沿圆轨道运动而不掉下来。不考虑一切阻力。(g取10m/s2)
17.下图是世界上第一条投入商业运行的上海磁悬浮列车,运行路程31.5km,最高速度可达430km/h(即119.4m/s),走完全程只需8min,它是靠磁体间相互作用浮离轨道约15cm,被誉为“飞”起来的交通工具,根据车厢内显示屏上显示的时刻和速度值,整理后如下表所示(从起动至中途)
时间(s) |
0 |
55 |
83 |
130 |
189 |
211 |
217 |
226 |
240 |
速度(m/s) |
0 |
41.9 |
56.4 |
85.0 |
111.1 |
119.4 |
119.4 |
119.4 |
117.0 |
假设列车的总质量为3×104kg,列车以较高速度运行时仅受空气阻力作用,且空气阻力与速度的平方成正比,即f=kv2,式中k=2kg/m。(g取10m/s2)
(1)使列车浮起至少要做多少功?
(2)估算列车在最大速度运行时的牵引力。
(3)估算220s这一时刻,列车牵引力的瞬时功率。
16.物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能。某同学为探究转动动能的大小与角速度大小的关系,设计了如下实验:先让砂轮由电动机带动作匀速转动并测出其角速度,然后让砂轮脱离动力,由于克服轮边缘的摩擦阻力做功(设阻力大小不变),砂轮最后停下,测出砂轮开始脱离动力到停止转动的圈数n。转动动能的数值可由仪器直接读出。
实验中得到几组、n和Ek的数值如下表。砂轮直径d=10cm。
角速度 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
转动圈数n/r |
5 |
20 |
80 |
180 |
320 |
转动动能Ek/J |
0.5 |
2 |
8 |
18 |
32 |
(1)请选择适当的物理量在坐标纸上作出能直观反映转动动能与角速度平方的关系图象;
(2)根据图象可以写出砂轮的转动动能Ek与角速度的函数关系式为__________;
(3)由表格中的数据可求得,摩擦阻力大小___________N。
15.如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2RB,则A、B两点的线速度之比是_________;A、C角速度之比是_________;A、B向心加速度之比是_________。
14.一个物体以速度v0水平抛出,落地时的速度大小为v,不计空气阻力,则物体在空中飞行的时间为_________
13.在验证机械能守恒定律的实验中,质量为m=1.00kg的重锤拖着纸带下落,在此过程中,打点计时器在纸带上打出一系列的点。在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E,如图所示。其中O为重锤开始下落时记录的点,各点到O点的距离分别是31.4mm、49mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm。当地重力加速度g=9.8m/s2。本实验所用电源的频率f=50Hz。(结果保留三位有效数字)
(1)以上数据中有效数字有问题的是_________。
(2)打点计时器打下点D时,重锤下落的速度vD=_________m/s。从O到D的过程中重锤动能增加量△Ek=_________J。
(3)从打下点O到打下点D的过程中,重锤重力势能减小量△Ep=_________J,在误差允许范围内,验证了__________________
(4)即使在实验操作规范,数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验求得的△Ep也一定略_________△Ek(填大于或小于),这是实验存在系统误差的必然结果,该系统误差产生的主要原因是_________。
12.汽车沿半径为R=90 m的环形水平路面行驶,汽车行驶在这段环形路面上的速度限制为15m/s,那么汽车受到地面对它的最大静摩擦力至少应是车重的_________倍。g取10m/s2
11.人在平台上水平地抛出一个质量为m的小球,小球出手时离地高度为h,小球落地时的速度为v。若以地面为零势能面,则人对小球做的功是_________,小球落地时的机械能是_________。
10.我国的举重运动,是在世界级大赛中多次摘金夺银的传统体育项目。石智勇获得了雅典奥运会男子举重62公斤级冠军,成绩是325公斤。假设石智勇将杠铃举高了2.10m,则他在抓举和挺举中总共对杠铃至少做的功为:(g取10m/s2)
A.5200J B.6012.5J C.6825J D.3575J
9.一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行。认为行星是密度均匀的球体,要确定该行星的密度,只需要测量
A.飞船的轨道半径 B.飞船的运行速度
C.飞船的运行周期 D.行星的质量
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