【題目】如圖所示,小明參加戶外競技活動,站在平臺邊緣抓住輕繩一端,輕繩另一端固定在O點,繩子剛好被拉直且偏離豎直方向的角度θ=60°。小明從A點由靜止往下擺,達到O點正下方B點突然松手,順利落到靜止在水平平臺的平板車上,然后隨平板車一起向右運動。到達C點,小明跳離平板車(近似認為水平跳離),安全落到漂浮在水池中的圓形浮漂上。繩長L=1.6m,浮漂圓心與C點的水平距離x=2.7m、豎直高度y=1.8m,浮漂半徑R=0.3m、不計厚度,小明的質(zhì)量m=60kg,平板車的質(zhì)量m=20kg,人與平板車均可視為質(zhì)點,不計平板車與平臺之間的摩擦。重力加速度g=10m/s2,求:

(1)輕繩能承受最大拉力不得小于多少?

(2)小明跳離平板車時的速度在什么范圍?

(3)若小明跳離平板車后恰好落到浮漂最右端,他在跳離過程中做了多少功?

【答案】(1)1200N(2)4m/s≤vc≤5m/s(3)480J

【解析】

(1)首先根據(jù)機械能守恒可以計算到達B點的速度,再根據(jù)圓周運動知識計算拉力大小。(2)由平拋運動規(guī)律按照位移大小可以計算速度范圍(3)由動量守恒和能量守恒規(guī)律計算即可。

(l)AB.由功能關(guān)系可得

代人數(shù)據(jù)求得v=4 m/s②

在最低點B處,

聯(lián)立①②解得,輕繩能承受最大拉力不得小于T=1200N

(2)小明離開滑板后可認為做平拋運動

豎直位移

C點水平位移最小位移

C點水平位移最大為

聯(lián)立④⑤⑥解得

小明跳離滑板時的速度4 m/s≤vc≤5 m/s

(3)小明落上滑板時,動量守恒

代人數(shù)據(jù)求得v1=3 m/s⑧

離開滑板時,動量守恒

將⑧代人⑨得

V2=-3 m/s

由功能關(guān)系可得

⑩.

解得W=480 J

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示虛線a、b、c是電場中的三個等勢面,相鄰等勢面間的電勢差相同,實線為一個帶正電的粒子僅在電場力作用下,通過該區(qū)域的運動軌跡,P、Q是軌跡上的兩點。下列說法中正確的是( )

A. 三個等勢面中等勢面a的電勢最高

B. 帶電質(zhì)點一定是從P點向Q點運動

C. 帶電質(zhì)點通過P點時的動能比通過Q點時大

D. 帶電質(zhì)點通過P點時的加速度比通過Q點時小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組為了測量某一電阻Rx的阻值,他們先用多用電表進行粗測,測量出Rx的阻值約為18Ω左右。為了進一步精確測量該電阻,實驗臺上有以下器材:

A.電流表(量程15mA,內(nèi)阻未知)

B.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻未知)

C.電阻箱(099.99Ω)

D.電阻箱(0999.9Ω)

E.電源(電動勢約3V,內(nèi)阻約1Ω)

F.單刀單擲開關(guān)2

G.導線若干

甲同學設(shè)計了如圖甲所示的實驗原理圖并連接好實驗器材,按照如下步驟完成實驗:

a.先將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合S1,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電阻箱有合適的阻值R1,此時電流表指針有較大的偏轉(zhuǎn)且示數(shù)為I;

b.保持開關(guān)S1閉合,再閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R2,使電流表的示數(shù)仍為I。

①根據(jù)實驗步驟和實驗器材規(guī)格可知,電流表應選擇_______,電阻箱應選擇_______ (選填器材前的字母)

②根據(jù)實驗步驟可知,待測電阻Rx= ____________________(用步驟中所測得的物理量表示)。

同學乙認為該電路可以用來測電源的電動勢、內(nèi)阻。若已知所選電流表的內(nèi)阻RA=2.0Ω,閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱R,讀出多組電阻值R和電流I的數(shù)據(jù);由實驗數(shù)據(jù)繪出的-R圖象如圖乙所示,由此可求得電源電動勢E=________ V,內(nèi)阻r= ____ Ω。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點,對紙帶上的點的痕跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律。

1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:

A.按照圖示的裝置安裝器件;

B.將打點計時器接到電源的直流輸出端上;

C.用天平測量出重錘的質(zhì)量;

D.釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶;

E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離;

F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。

指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當?shù)牟襟E,將其選項對應的字母填在下面的空行內(nèi),并說明其原因。答:______________

2)在驗證機械能守恒定律的實驗中,打點計時器接在50Hz的交變電源上,自由下落的重物質(zhì)量為1kg,一條理想的紙帶數(shù)據(jù)如下圖所示,單位是cm,取g=9.8m/s2O、A之間有幾個點沒畫出。O點是重物開始下落時打出的第一個點。從起點O到打下點B的過程中重力勢能減少量ΔEP_____________,此過程中物體動能的增量ΔEK________。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)判斷機械能_______(填)守恒,理由是________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點場強的強弱。如圖中甲是等量異種點電荷形成電場的電場線,圖乙是場中的一些點:O是電荷連線的中點,E、F是連線中垂線上相對O點對稱的兩點,B、CA、D也分別相對O點對稱。則( )

A. B,O,C三點比較,O點場強最強

B. E,O,F(xiàn)三點比較,O點場強最強

C. B,O,C三點比較,O點電勢最高

D. A,O,D三點比較,O點電勢最高

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】傳感器是把非電物理量(如高度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學量(如電壓、電流、電容等)變化的一種元件,它在自動控制中有著廣泛的應用.如圖是一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖.金屬棒與導電液體構(gòu)成一個電容器,將金屬棒和導電液體分別與直流電源的兩極相連接,從電容C和導電液與金屬棒間的電壓U的變化就能反映液面的升降情況,即(

A. 電源接通,若此后電容C減小,反映h減小.

B. 電源接通,若此后電容C減小,反映h增大.

C. 電源接通再斷開,若此后電壓U減小,反映h減小.

D. 電源接通再斷開,若此后電壓U減小,反映h增大.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】光滑平行導軌水平放置,導軌左端通過開關(guān)S與內(nèi)阻不計、電動勢為E的電源相連,右端與半徑為L=20 cm的兩段光滑圓弧導軌相接,一根質(zhì)量m=60 g、電阻R=1 Ω、長為L的導體棒ab,用長也為L的絕緣細線懸掛,如圖所示,系統(tǒng)空間有豎直方向的勻強磁場,磁感應強度B=0.5 T,當閉合開關(guān)S后,導體棒沿圓弧擺動,擺到最大高度時,細線與豎直方向成θ=53°角,擺動過程中導體棒始終與導軌接觸良好且細線處于張緊狀態(tài),導軌電阻不計,sin 53°=0.8,g=10 m/s2則( )

A. 磁場方向一定豎直向下

B. 電源電動勢E=3.0 V

C. 導體棒在擺動過程中所受安培力F=0.8N

D. 導體棒在擺動過程中電源提供的電能為0.048 J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某學生實驗小組利用圖(a)所示電路,測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有:

多用電表;

電壓表:量程5V,內(nèi)阻十幾千歐;

滑動變阻器:最大阻值5kΩ

導線若干。

回答下列問題:

1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”擋,再將紅表筆和黑表筆 ,調(diào)零點。

2)將圖((a)中多用電表的紅表筆和 (填“1”“2”)端相連,黑表筆連接另一端。

3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當位置,使多用電表的示數(shù)如圖(b)所示,這時電壓表的示數(shù)如圖(c)所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為 V。

4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0kΩ4.00 V。從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為____ 。

5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路,如圖(d)所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動勢為___ V,電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為___ 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A、B、C、D是勻強電場中一個矩形的四個頂點,電場的方向平行于矩形平面。已知A點的電勢是16V,B點的電勢是10.6V,D點的電勢是6.4V,且AB=9cm,BC=12cm,PBC中點,下列說法正確的是

A. 電場強度的大小為100V/m

B. C點的電勢為2V

C. 電子從P點沿PD方向射出將做直線運動(不計電子重力)

D. 電子從C點運動到D點,電場力做功為5.4eV

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同步練習冊答案