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【題目】2022年，北京將與張家口一同舉辦第24屆冬奧會。俯式冰撬（又叫鋼架雪車）是冬奧會的比賽項目之一，其賽道可簡化為長度為，起點和終點高度差為的斜坡，比賽時，觸發(fā)信號燈亮起后，質量為的運動員從起點開始，以，平行賽道的恒力推動質量的冰橇開始沿斜坡向下運動，出發(fā)內發(fā)生的位移為，8s末迅速登上冰橇與冰橇一起沿直線運動直到終點。設運動員登上冰橇前后冰橇速度不變，不計空氣阻力（取賽道傾角余弦值為1，正弦值為0.1，），求：

(1)冰橇與賽道間的動摩擦因數(shù)及比賽中運動員的最大速度；

(2)運動員登上冰橇與冰撬一起沿直線運動直到終點的過程中合外力對運動員及冰橇構成的系統(tǒng)所做的功。

【答案】(1)0.05，36m/s；(2)

【解析】

(1)以冰橇為研究對象，受力分析，受四個力：重力，支持力，推力和摩擦力，將重力沿著斜坡向下和垂直于斜坡向下分解，得

由題意可知，第一個過程，冰橇做初速度為零的勻加速直線運動，由題意

則冰橇的加速度為

根據牛頓第二定律得

求得

8s末冰橇的速度為

此后，運動員與冰橇一起繼續(xù)勻加速運動，加速度為

其中

運動的位移為

則由運動學公式，可得運動員比賽中的最大速度為

(2)由動能定理可知，運動員登上冰橇與冰撬一起沿直線運動直到終點的過程中合外力對運動員及冰橇構成的系統(tǒng)所做的功為

代入數(shù)據解得

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水平淺色長傳送帶以的速度勻速運動，現(xiàn)將一煤塊（可視為質點）輕輕地放在傳送帶上，經過后，傳送帶即以a=2m/s2的加速度開始加速，當傳送帶速度達到v=1.2m/s后，便以此速度做勻速運動。經過一段時間，煤塊在傳送帶上留下一段黑色痕跡后，煤塊相對傳送帶不再滑動。已知煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為=0.1，重力加速度g取10m/s2，求：

(1)煤塊放到傳送帶上后經過時獲得的速度；

(2)黑色痕跡的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組要測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻。

(1)可以用多用電表的______擋粗測干電池的電動勢；可以用多用電表的歐姆擋粗測電池的內阻嗎？答：_______。

(2)為了較理想的測得干電池的電動勢和內阻，除電池、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有（每個器材僅一個）：

（a）電流表（量程1mA、內阻R1=300Ω）；

（b）電流表（量程0.6A、內阻R2=2Ω）；

（c）電流表（量程3A、內阻R3約0.5Ω）；

（d）電阻箱（R0阻值范圍0~9999.9Ω、額定電流1A）；

（e）滑動變阻器（R4阻值范圍0~10Ω、額定電流2A）；

（f）滑動變阻器（R5阻值范圍0~1750Ω、額定電流1A）。

某同學設計了如圖所示電路圖，要使用兩個電流表M、N，其中電流表M是_______（填器材前面小括號中的字母）；電流表N是_______；滑動變阻器P選_________。電阻箱和電流表M要組成一個量程為2V的電壓表，那么電阻箱的取值R0為_________Ω。

(3)若以M電流表的讀數(shù)I1為縱坐標，N電流表的讀數(shù)I2為橫坐標，畫得右圖的圖像，縱截距為y，橫截距為x，上面實驗器材的敘述中出現(xiàn)的電阻字母可用，如：R0、R1、R2等，實驗器材后面數(shù)量級可參考。用這些字母表達，則干電池的電動勢為__________；內阻為__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，由粗細均勻、同種金屬導線構成的長方形線框abcd放在光滑的水平桌面上，線框邊長分別為L和2L，其中ab段的電阻為R。在寬度為2L的區(qū)域內存在著磁感應強度為B的勻強磁場，磁場的方向豎直向下。線框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通過勻強磁場區(qū)域，線框平面始終與磁場方向垂直。求：

(1)線框的cd邊剛進入磁場時，回路中的電流I；

(2)線框進入磁場區(qū)域的過程中，拉力的沖量IF的大��；

(3)線框進入和離開磁場的整個過程中，bc邊金屬導線上產生的電熱Qbc。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，可在豎直平面內轉動的平臺上固定著一個內壁光滑的氣缸，氣缸內有一導熱性能良好的活塞，活塞面積為S，活塞底面與氣缸底面平行，一定質量的理想氣體密封在氣缸內。當平臺傾角為37°時，氣缸內氣體體積為V，將平臺順時針緩慢轉動直至水平，穩(wěn)定時氣缸內氣體的體積為0.9V，該過程中環(huán)境溫度始終為T0，外界大氣壓強為p0。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。重力加速度為g。

(i)求活塞的質量；

(ⅱ)若平臺轉至水平后，經過一段時間，環(huán)境溫度緩慢降至0.9T0(大氣壓強p0保持不變)，該過程中氣缸內氣體內能的減少量為0.14p0V，求該過程中氣缸內氣體放出的熱量Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物塊A與木板B通過水平輕彈簧連接，B放置在水平面上，彈簧處于原長，A、B的質量相等，整個裝置處于靜止狀態(tài)�，F(xiàn)對B施加一水平向右的恒力F，經過時間t1，A、B的速度第一次相同。不計一切摩擦，彈簧始終處在彈性限度內。在0～t1時間內( )

A.A的加速度一直增大B.由A、B和彈簧組成的系統(tǒng)的機械能一直增加

C.A、B的加速度一直不相等D.當A、B的速度相等時，加速度不相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，上端開口的圓柱形汽缸豎直放置，開口處內璧有固定卡環(huán)。一定質量的理想氣體被質量為m、橫截面積為S的光滑活塞封閉在汽缸內，整個裝置絕熱。開始時，活塞恰好位于正中央，與汽缸底部、卡環(huán)間的距離均為L。已知大氣壓強為p0，重力加速度大小為g。若從初始溫度T1=300K開始緩慢加熱氣體，使活塞緩慢上升。求：

(1)當活塞剛到達卡環(huán)時，封閉氣體的熱力學溫度T2；

(2)當封閉氣體的熱力學溫度達到T3=750K時，封閉氣體的壓強p。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學為探究小車動能變化與合外力做功的關系，設計了如圖1所示的實驗裝置。一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上，用細繩繞過定滑輪及輕質動滑輪將小車與測力傳感器連起來。實驗時，改變懸掛的鉤碼個數(shù)進行多次測量，記錄測力傳感器的示數(shù)F，并利用紙帶計算出小車對應的速度。

(1)實驗中為使細繩對小車的拉力為小車受到的合外力，下列的做法正確的是_______。

A．鉤碼的質量要遠小于小車質量

B．實驗過程中，小車和長木板右端定滑輪間的細繩與長木板始終保持平行

C．小車不連細繩時，反復調整木板傾角，直到紙帶上打下的點分布均勻

(2)實驗小組按照規(guī)范操作打出的紙帶如圖2所示，已知相鄰計數(shù)點a、b、c、d間的時間間隔為T，間距分別為s1、s2、s3，測力傳感器的示數(shù)為F，小車質量為M，以小車為研究對象，那么從b到c過程中細繩拉力對小車做的功W=___________，小車動能的變化量ΔEK=________。

(3)按正確操作，使細繩對小車的拉力為小車的合外力，保證小車的質量M不變，在鉤碼個數(shù)不同的情況下，計算出不同紙帶上打任意兩點AB時小車的速度vA、vB，算出Δv2（Δv2=vB2-vA2），根據實驗數(shù)據繪出Δv2與外力對小車在AB兩點間運動所做的功W（W=FsAB）的關系圖像，下列圖像中最符合本實驗實際情況的是________；若圖像的斜率為k，則小車的質量M=_________。

A. B.

C. D.

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