(2008?重慶)滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)非常刺激的水上運(yùn)動(dòng),研究表明,在進(jìn)行滑板運(yùn)動(dòng)時(shí),水對(duì)滑板的作用力Fx垂直于板面,大小為kv2,其中v為滑板速率(水可視為靜止).某次運(yùn)動(dòng)中,在水平牽引力作用下,當(dāng)滑板和水面的夾角θ=37°時(shí),滑板做勻速直線運(yùn)動(dòng),相應(yīng)的k=54kg/m,人和滑板的總質(zhì)量為108kg,試求(g取10m/s2,sin 37°=0.6,忽略空氣阻力):
(1)水平牽引力的大小;
(2)滑板的速率;
(3)水平牽引力的功率.
分析:(1)對(duì)滑板和人整體受力分析,然后運(yùn)用共點(diǎn)力平衡條件列式求解;
(2)根據(jù)平衡條件求出支持力后,根據(jù)題中的支持力和速度關(guān)系公式求解滑板的速率;
(3)直接根據(jù)功率與速度和牽引力關(guān)系公式求解.
解答:解:(1)以滑板和運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象,其受力如圖所示

由共點(diǎn)力平衡條件可得
FNcosθ=mg   ①
FNsinθ=F    ②
由①、②聯(lián)立,得
F=810N
即水平牽引力的大小810N.
(2)由①式
FN=
mg
cosθ

根據(jù)題意
FN=kv2
v=
mg
kcosθ
=5
m/s
即滑板的速率為5m/s.
(3)根據(jù)功率與速度和牽引力關(guān)系公式,牽引力的功率為 
P=Fv=4050 W
即水平牽引力的功率4050W.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是對(duì)物體受力分析,運(yùn)用共點(diǎn)力平衡條件求出各個(gè)力后,再根據(jù)題意求解速度和牽引力的功率.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2008?重慶)圖中有一個(gè)豎直固定在地面的透氣圓筒,筒中有一勁度為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料--ER流體,它對(duì)滑塊的阻力可調(diào).起初,滑塊靜止,ER流體對(duì)其阻力為0,彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng),現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2L處自由落下,與滑塊碰撞后粘在一起向下運(yùn)動(dòng).為保證滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng),且下移距離為
2mgk
時(shí)速度減為0,ER流體對(duì)滑塊的阻力須隨滑塊下移而變.試求(忽略空氣阻力):
(1)下落物體與滑塊碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能;
(2)滑塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大;
(3)滑塊下移距離d時(shí)ER流體對(duì)滑塊阻力的大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(6分)某實(shí)驗(yàn)小組擬用如圖甲所示的裝置研究滑塊的運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)器材有滑塊、鉤碼、紙帶、米尺、帶滑輪的木板以及由漏斗和細(xì)線組成的單擺等.實(shí)驗(yàn)中,滑塊在鉤碼的作用下拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)單擺沿垂直于紙帶運(yùn)動(dòng)的方向擺動(dòng),漏斗漏出的有色液體在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時(shí)刻的位置.[2008年高考·重慶理綜卷]

(1)在圖乙中,從________紙帶可看出滑塊的加速度和速度的方向一致.

(2)用該方法測(cè)量滑塊加速度的誤差主要來(lái)源有:____________________、____________________.(寫(xiě)出2個(gè)即可)

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