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11.水上滑梯可簡化成如圖所示的模型,斜槽AB和光滑圓弧槽BC相切于B點(diǎn),斜槽AB的豎直高度H=5m,傾角θ=37°;圓弧BC半徑R=4m,末端C點(diǎn)與水面的距離h=0.8m,一個質(zhì)量m=30kg的小朋友從滑梯頂端A點(diǎn)無初速地自由滑下,人與AB間的動摩擦因數(shù)為μ=0.6.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小朋友沿斜槽AB下滑時加速度a的大�。�
(2)小朋友滑到C點(diǎn)時受到槽面的支持力的大��;
(3)小朋友從滑C點(diǎn)到入水過程的水平位移的大�。�

分析 (1)小朋友在斜槽AB下滑時受重力、支持力和滑動摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律求出運(yùn)動的加速度a.
(2)根據(jù)速度位移公式求出小朋友到達(dá)B點(diǎn)的速度大小,再根據(jù)動能定理求出在C點(diǎn)的速度,通過牛頓第二定律,抓住重力和支持力的合力提供向心力求出支持力的大�。�
(3)小朋友離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動,根據(jù)平拋運(yùn)動水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律求出小朋友的水平位移.

解答 解:(1)小朋友沿斜槽AB下滑時,由牛頓第二定律得:
mgsinθ-μmgcosθ=ma
解得:a=gsinθ-μgcosθ=6-6×0.8=1.2m/s2
(2)由vB2=2a•\frac{H}{sinθ},解得小朋友滑到B點(diǎn)的速度為:vB=\sqrt{2a•\frac{H}{sinθ}}=\sqrt{2×1.2×\frac{5}{sin37°}}=2\sqrt{5}m/s
從B到C,由動能定理得:mgR(1-cosθ)=\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}-\frac{1}{2}mvB2
代入數(shù)據(jù)解得:vC=6m/s
在C點(diǎn)時,對小朋友,由牛頓第二定律得:
N-mg=m\frac{{v}_{C}^{2}}{R}
代入數(shù)據(jù)解得:N=570N
(3)在從C點(diǎn)滑出至落到水面的過程中,小朋友做平拋運(yùn)動.
由h=\frac{1}{2}gt2得:t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.8}{10}}s=0.4s.
在水平方向上的位移為:x=vCt=6×4m=2.4m.
答:(1)小朋友沿斜槽AB下滑時加速度a的大小是1.2m/s2
(2)小朋友滑到C點(diǎn)時受到槽面的支持力的大小是570N;
(3)小朋友從滑C點(diǎn)到入水過程的水平位移的大小是2.4m.

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道小朋友經(jīng)歷了勻加速直線運(yùn)動,圓周運(yùn)動和平拋運(yùn)動,根據(jù)動能定理、牛頓第二定律以及運(yùn)動學(xué)公式綜合求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.電磁爐的工作原理是( �。�
A.電流的熱效應(yīng)B.靜電現(xiàn)象
C.電磁感應(yīng)原理D.磁場對電流的作用

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.一個做勻變速直線運(yùn)動的物體,前兩秒通過的位移為2.0米,第五秒通過的位移為3.1米,則該物體的初速度、加速度各為(  )
A.0.4m/s,0.6m/s2B.0.6m/s,0.4m/s2C.0.1m/s,0.9m/s2D.0.9m/s,0.1m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,在傳送帶的上端A點(diǎn)輕輕的放上一個小物體,物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,傳送帶A點(diǎn)到下端B點(diǎn)的距離為L=16m,傳送帶傾角為θ=37°,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)傳送帶靜止時,物體下滑的加速度?
(2)傳送帶以v=10m/s的速度穩(wěn)定運(yùn)行,物體由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)所需的時間是多少?
(3)若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動,物體由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖所示,光滑水平面上放置M、N、P、Q四個木塊,其中M、P質(zhì)量均為m,N、Q質(zhì)量均為2m,M、P之間用一輕質(zhì)彈簧相連.現(xiàn)用水平拉力F拉N,使四個木塊以同一加速度a向右運(yùn)動,則在突然撤去F瞬間,下列說法正確的是(  )
A.PQ間的摩擦力改變B.M、P的加速度大小變?yōu)?\frac{a}{2}$
C.MN間的摩擦力不變D.N的加速度大小仍為a

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.如圖所示,有人用一簇氣球使一座“小屋”成功升空.當(dāng)“小屋”加速上升時,它受到的拉力與重力的關(guān)系是( �。�
A.不是一對平衡力B.一對作用力和反作用力
C.拉力等于重力D.拉力大于重力

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測量一根長度為L的電阻絲的電阻率.
①由圖甲可知電阻絲的直徑D=0.379mm.
②將如下實(shí)驗(yàn)操作補(bǔ)充完整:按圖乙連接電路,將滑動變阻器R1的滑片P置于B端;將S2撥向接點(diǎn)1,閉合S1,調(diào)節(jié)R1,使電流表示數(shù)為I0;將電阻箱R2的阻值調(diào)至最大,S2撥向接點(diǎn)2,使電流表示數(shù)仍為I0,記錄此時電阻箱的示數(shù)為R2

③此電阻絲的電阻率的表達(dá)式ρ=\frac{π{D}^{2}{R}^{2}}{4L}.(用已知量和所測物理量的字母表示)
④利用圖乙所示的電路圖測量電阻絲的電阻的物理思想是等效替代.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.實(shí)驗(yàn)室有一卷銅導(dǎo)線,某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測定其實(shí)際長度.

(1)該同學(xué)首先用螺旋測微器測得導(dǎo)線直徑如圖a所示,則其大小為0.730 mm;
(2)根據(jù)銅導(dǎo)線的長度,他估計(jì)其電阻大約有5Ω,隨后他設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn),較為準(zhǔn)確地測定了這卷銅導(dǎo)線的電阻,實(shí)驗(yàn)室有以下器材供選擇:
A.電池組(6V,內(nèi)阻約1Ω)
B.電流表(0~3A,內(nèi)阻約0.01Ω)
C.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω)
D.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約4kΩ)
E.電壓表(0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)
F.滑動變阻器(0~20Ω,允許最大電流1A)
G.滑動變阻器(0~2000Ω,允許最大電流0.3A)
H.保護(hù)電阻R0=3Ω
I.開關(guān)、導(dǎo)線若干
①除了選項(xiàng)A、H和I外,電流表應(yīng)選用C,電壓表應(yīng)選用D,滑動變阻器應(yīng)選用F;(填寫器材前的編號)
②為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,且從零開始多測幾組數(shù)據(jù),該同學(xué)設(shè)計(jì)了圖b所示電路,其中保護(hù)電阻R0與銅導(dǎo)線串聯(lián),請用筆畫線完成剩余部分的連接.
③通過上述實(shí)驗(yàn),設(shè)測出的銅導(dǎo)線電阻為R,查詢資料知道銅的電阻率為ρ,若用d表示銅導(dǎo)線的直徑,請寫出計(jì)算銅導(dǎo)線長度的表達(dá)式L=\frac{πRyq0r72c^{2}}{4ρ}

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

1.質(zhì)量為5kg的木箱放在水平地面上,至少要用25N的水平推力,才能使它從原地開始運(yùn)動.木箱從原地移動以后,用20N的水平推力,就可以使木箱繼續(xù)做勻速運(yùn)動.則用23N的水平推力推靜止的此木箱時,木箱所受的摩擦力大小為23N.木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為0.4.(g取10m/s2

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同步練習(xí)冊答案