【題目】我國將于2022年舉辦冬奧運會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一,如圖所示,質量m=60kg的運動員從長直軌道AB的A處由靜止開始以加速度a=3.6m/s2勻加速下滑,到達助滑道末端B時速度vB=24m/s,A與B的豎直高度差H=48m.為了改變運動員的運動方向,在助滑道與起跳臺之間用一段彎曲滑道銜接,其中最低點C處附近是一段以O為圓心的圓弧,助滑道末端B與滑道最低點C的高度差h=5m,運動員在B、C間運動時阻力做功W=﹣1530J,取g=10m/s2

(1)求運動員在AB段下滑時受到阻力Ff的大;
(2)若運動員能承受的最大壓力為其所受重力的6倍,則C點所在圓弧的半徑R至少應為多大.

【答案】
(1)

解:運動員在AB上做初速度為零的勻加速運動,設AB的長度為x,斜面的傾角為α,則有

=2ax

根據(jù)牛頓第二定律得

mgsinα﹣Ff=ma

又 sinα=

由以上三式聯(lián)立解得 Ff=144N


(2)

解:設運動員到達C點時的速度為vC,在由B到達C的過程中,由動能定理有

mgh+W=

設運動員在C點所受的支持力為FN,由牛頓第二定律得

FN﹣mg=m

由運動員能承受的最大壓力為其所受重力的6倍,即有 FN=6mg

聯(lián)立解得 R=12.5m


【解析】(1)運動員在AB段做初速度為零的勻加速運動,已知初、末速度和位移,可根據(jù)速度位移公式求出加速度,再由牛頓第二定律求出阻力.(2)運動員從B到C的過程,由動能定理求出到達C點的速度.在C點,由重力和軌道的支持力充當向心力,由牛頓第二定律列式,即可求解.

練習冊系列答案
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【題目】下列關于熱現(xiàn)象的說法,正確的是( 。

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B.在0~3s時間內火箭上升,3s時火箭開始下落
C.在2~4s時間內火箭的加速度為10m/s2 , 做自由落體運動
D.由 = 知2~4s時間內火箭的平均速度為0

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【題目】如圖所示,輕質彈簧一端固定,另一端與一質量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長,圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達C處的速度為零,AC=h,圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A,彈簧始終在彈性限度內,重力加速度為g,則圓環(huán)( )

A.下滑過程中,加速度一直減小
B.下滑過程中,克服摩擦力做的功為 mv2
C.在C處,彈簧的彈性勢能為 mv2﹣mgh
D.上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度

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【題目】2016年6月25日,信陽多地暴雨,嚴重影響了道路交通安全,某高速公路同一直線車道上同向勻速行駛的轎車和貨車,其速度大小分別為v1=30m/s,v2=20m/s,轎車在與貨車距離s0=24m時才發(fā)現(xiàn)前方有貨車,若經(jīng)過△t=0.5s反應時間轎車采取剎車措施,已知轎車要經(jīng)過x=180m才停下來,兩車可視為質點.
(1)若轎車剎車時貨車以v勻速行駛,通過計算分析兩車是否會相撞?
(2)若轎車在剎車的同時給火車發(fā)信號,貨車司機經(jīng)t0=2s收到信號后立即以加速度大小a2=2.5m/s2勻加速前進,通過計算分析兩車會不會相撞?

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【題目】在電場中的某點放一個檢驗電荷,其電量為q,受到的電場力為F,則該點的電場強度 ,下列說法正確的是( )
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B.若檢驗電荷的電量變?yōu)?q,則該點的場強變?yōu)?E
C.若放置到該點的檢驗電荷變?yōu)椹?q,則場中該點的場強大小不變,但方向相反
D.若放置到該點的檢驗電荷變?yōu)椹?q,則場中該點的場強大小方向均不變

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D.a→c,1V

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