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【題目】19分)某校舉行托乒乓球跑步比賽,賽道為水平直道,比賽距離為S。比賽時,某同學將球置于球拍中心,以大小為a的加速度從靜止開始做勻加速直線運動,當速度達到v0時,再以v0做勻速直線運動跑至終點。整個過程中球一直保持在球拍中心不動。比賽中,該同學在勻速直線運動階段保持球拍的傾角為θ0,如題25圖所示。設球在運動中受到空氣阻力大小與其速度大小成正比,方向與運動方向相反,不計球與球拍之間的摩擦,球的質量為m,重力加速度為g

1)求空氣阻力大小與球速大小的比例系數(shù);

2)求在加速跑階段球拍傾角隨速度變化的關系式;

3)整個勻速跑階段,若該同學速度仍為v0,而球拍的傾角比θ0大了β并保持不變,不計球在球拍上的移動引起的空氣阻力變化,為保證到達終點前球不從球拍上距離中心為r的下邊沿掉落,求β應滿足的條件。

【答案】1tanθ02tanθ=+tanθ03a’t2≤r

【解析】

1)在勻速運動階段,有mgtanθ0=kv0

解得:k=tanθ0。

2)加速階段,設球拍對球的支持力為N’,有N’sinθ-kv=ma,

N’cosθ=mg

聯(lián)立解得:tanθ=+tanθ0

3)以v0做勻速直線運動時,設空氣阻力與重力的合力為F,有

F=

球拍傾角為θ0時,空氣阻力與重力的合力不變,設球沿球拍面下滑的加速度大小為a’,有

Fsinβ=ma’

設勻速跑階段所用時間為t,有:t=-,

球不從球拍上掉落的條件為a’t2≤r。

解得sinβ≤cosθ0。

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】水平長直軌道上緊靠放置n個質量為m、可看作質點的物塊,物塊間用長為的細線連接,開始處于靜止狀態(tài),物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ.用水平恒力F拉動1開始運動,到連接第n個物塊的線剛好拉直時整體速度正好為零,假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度取g,則(  )

A. 當物塊2剛要運動時物塊1的速度大小是

B. 整個過程中拉力F對物塊1所做的功為

C. 整個過程系統(tǒng)克服摩擦力做的功為

D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】氫原子的能級如圖所示。已知可見光的光子能量在1.62eV~3.11eV之間,由此可推出,氫原子

A.從n=2能級向n=1能級躍遷時發(fā)出的光為可見光

B.從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光

C.從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光

D.從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電感線圈L的自感系數(shù)足夠大,其直流電阻忽略不計, 是兩個相同的燈泡,且在下列實驗中不會燒毀,電阻R2阻值約等于R1的兩倍,則(

A. 閉合開關S時, 同時達到最亮,且更亮一些

B. 閉合開關S時, 均慢慢亮起來,且更亮一些

C. 斷開開關S時, 慢慢熄滅, 閃亮后才慢慢熄滅

D. 斷開開關S時, 慢慢熄滅, 馬上熄滅

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示,兩條平行實線間存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B=1T。一總電阻為r=0.2Ω的圓形線圈從靠近左側實線的位置開始向右做勻速直線運動。圓形線圈產生的感應電動勢隨時間變化的圖線如圖2所示。下列說法正確的是( )

A. 圓形線圈的半徑為R=1 m

B. 圓形線圈運動速度的大小為v=20m/s

C. 兩實線之間的水平距離L=6m

D. 0.05 s,圓形線圈所受的安培力大小為400 N

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【題目】如圖所示,發(fā)射同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道Ⅰ上運行(忽略衛(wèi)星到地面高度),然后通過變軌在橢圓軌道Ⅱ上運行,Q是軌道Ⅰ、Ⅱ相切點,當衛(wèi)星運動到遠地點P時,再變軌成為地球同步衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行,下列說法正確的是

A. 衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經過Q點時的加速度小于在軌道Ⅱ上經過Q點時的加速度

B. 衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經Q點時的速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度

C. 若地球質量為M,P到地面的高度是r,則衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運行周期為

D. 衛(wèi)星在 Ⅱ軌道的P點處于超重狀態(tài)

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【題目】如圖所示,質量為M的長木板A靜止在光滑的水平面上,有一質量為m的小滑塊B以初速度v0從左側滑上木板,且恰能滑離木板,滑塊與木板間動摩擦因數(shù)為μ。下列說法中正確的是

A. 若只增大v0,則滑塊滑離木板過程中系統(tǒng)產生的熱量增加

B. 若只增大M,則滑塊滑離木板過程中木板所受到的沖量減少

C. 若只減小m,則滑塊滑離木板時木板獲得的速度減少

D. 若只減小μ,則滑塊滑離木板過程中滑塊對地的位移減小

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【題目】某同學設計了一個用打點計時器探究碰撞中的不變量的實驗:在小車A前端裝有橡皮泥,推動小車A使之勻速運動,然后與原來靜止在前方的小車B相碰并黏合成一體,繼續(xù)做勻速運動。他們設計的裝置如下圖所示,在小車A的后面連著紙帶,電磁打點計時所用器電源頻率為50 HZ。

1)在實驗中,需要的測量工具有____。

A.彈簧測力計 B.毫米刻度尺 C.天平 D.螺旋測微器

2)已測得小車A(包括橡皮泥)的質量為m1=0.310 kg,小車B(包括撞針)的質量為m2=0.205 kg,由以上測得數(shù)據(jù)可計算碰前兩車質量與速度乘積之和為_____ kg·m/s;碰后兩車質量與速度乘積之和為____kg·m/s。(結果保留三位有效數(shù)字)

3)本探究實驗的結論:__________。

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【題目】電磁炮是利用電磁力對彈體加速的新型武器。某小組用圖示裝置模擬研究電磁炮的原理。間距為0.1m的水平長導軌間有豎直向上的勻強磁場,磁感應強度大小為0.5T,左端所接電池電動勢1.5V、內阻0.5Ω。長0.1m、電阻0.1Ω的金屬桿ab靜置在導軌上。閉合開關S后,桿ab向右運動,在運動過程中受到的阻力恒為0.05N,且始終與導軌垂直且接觸良好。導軌電阻不計,則桿ab

A. 先做勻加速直線運動,后做勻速直線運動B. 能達到的最大速度為12m/s

C. 兩端的電壓始終為0.25VD. 達到最大速度時,ab兩端的電壓為1V

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