(14分)中央電視臺在娛樂節(jié)目中曾推出一個游戲節(jié)目——推礦泉水瓶. 選手們從起點(diǎn)開始用力推瓶一段時間后,放手讓瓶向前滑動,若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi),視為成功;若瓶最后沒有停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過程中倒下均視為失敗. 其簡化模型如圖所示,AC是長度為L1="5" m的水平桌面,選手們將瓶子放在A點(diǎn),從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推瓶,BC為有效區(qū)域. 已知BC長度L2="1" m,瓶子質(zhì)量m="0.5" kg,瓶子與桌面間的動摩擦因數(shù) 某選手作用在瓶子上的水平推力F="20" N,瓶子沿AC做直線運(yùn)動,假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn),該選手要想游戲獲得成功,試問:

(1)推力作用在瓶子上的時間最長為多少?
(2)推力作用在瓶子上的距離最小為多少?

(1)s  (2)0.4m

解析試題分析:(1)要想獲得游戲成功,瓶滑到C點(diǎn)速度正好為0,力作用時間最長,設(shè)最長作用時間為t1,有力作用時瓶的加速度為a1,t1時刻瓶的速度為v,力停止后加速度為a2,由牛頓第二定律得:
   ①  (2分)
     ②  (1分)
加速運(yùn)動過程中的位移 ③ (1分)
減速運(yùn)動過程中的位移  ④ (1分)
位移關(guān)系滿足:    ⑤ (2分)
又:   ⑥    (1分)
由以上各式解得:     (1分)
(2) 要想游戲獲得成功,瓶滑到B點(diǎn)速度正好為零,力作用距離最小,設(shè)最小距離為d,則:
   ⑦  (2分)
   ⑧  (2分)
聯(lián)立解得:d=0.4m  (1分)
考點(diǎn):本題考查了牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

光滑絕緣水平面AB上有C、D、E三點(diǎn).CD長L1=10cm,DE長L2=2cm,EB長L3=9cm。另有一半徑R=0.1m的光滑半圓形絕緣導(dǎo)軌PM與水平面相連并相切于P點(diǎn),不計BP連接處能量損失,F(xiàn)將兩個帶電量為-4Q和+Q的物體(可視作點(diǎn)電荷)固定在C、D兩點(diǎn),如圖所示。將另一帶電量為+q,質(zhì)量m=1´104kg的金屬小球(也可視作點(diǎn)電荷)從E點(diǎn)靜止釋放,當(dāng)小球進(jìn)入P點(diǎn)時,將C、D兩物體接地,則

(1)小球在水平面AB運(yùn)動過程中最大加速度和最大速度對應(yīng)的位置
(2)若小球過圓弧的最高點(diǎn)后恰能擊中放在C處的物體,則小球在最高點(diǎn)時的速度為多少?對軌道的壓力為多大?
(3)若不改變小球的質(zhì)量而改變小球的電量q,發(fā)現(xiàn)小球落地點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離s與小球的電量q,符合下圖的關(guān)系,則圖中與豎直軸的相交的縱截距應(yīng)為多大?

(4)你還能通過圖像求出什么物理量,其大小為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

2008年9月28日傍晚我國自行研制的神舟七號載人飛船經(jīng)歷68個多小時的太空飛行,在預(yù)定軌道繞地球飛行45圈后成功返回。設(shè) “神舟”七號載人飛船在圓軌道上繞地球運(yùn)行n圈所用的時間為t,若地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R,求:
(1)飛船的圓軌道離地面的高度;
(2)飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,傾角θ=30°的足夠長光滑斜面下端與一光滑水平面相接,連接處用一光滑小圓弧過渡,斜面上距水平面高度分別為h1=5m和h2=0.2m的兩點(diǎn)上,各靜置一小滑塊A和B。某時刻由靜止開始釋放滑塊A,經(jīng)過一段時間t后,再由靜止開始釋放滑塊B。g取10m/s2,求:

(1)為了保證A、B兩滑塊不會在斜面上相碰,t最長不能超過多少?
(2)若滑塊A從斜面上h1高度處自由下滑的同時,滑塊B受到恒定外力作用從P點(diǎn)以加速度a=2m/s2由靜止開始向左運(yùn)動,滑塊A經(jīng)多長時間追上滑塊B?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)如圖所示,一半徑為R=0.2m的豎直粗糙圓弧軌道與水平地面相接于B點(diǎn),C、D兩點(diǎn)分別位于軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。距地面高度為h=0.45m的水平臺面上有一質(zhì)量為m=1kg可看作質(zhì)點(diǎn)的物塊,物塊在水平向右的恒力F=4N的作用下,由靜止開始運(yùn)動,經(jīng)過t=2s時間到達(dá)平臺邊緣上的A點(diǎn),此時撤去恒力F,物塊在空中運(yùn)動至B點(diǎn)時,恰好沿圓弧軌道切線方向滑入軌道,物塊運(yùn)動到圓弧軌道最高點(diǎn)D時對軌道恰好無作用力。物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,空氣阻力不計,取 g=10m/s2。求

(1)物塊到達(dá)A點(diǎn)時的速度大小vA。
(2)物塊到達(dá)B點(diǎn)時的速度大小vB。
(3)物塊從B點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)過程中克服摩擦力所做的功。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

)如圖所示,ABC為一細(xì)圓管構(gòu)成的圓軌道,將其固定在豎直平面內(nèi),軌道半徑為R(比細(xì)圓管的半徑大得多),OA水平,OC豎直,最低點(diǎn)為B,最高點(diǎn)為C,細(xì)圓管內(nèi)壁光滑。在A點(diǎn)正上方某位置有一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))由靜止開始下落,剛好進(jìn)入細(xì)圓管內(nèi)運(yùn)動。已知細(xì)圓管的內(nèi)徑稍大于小球的直徑,不計空氣阻力。

(1)若小球經(jīng)過C點(diǎn)時恰與管壁沒有相互作用,求小球經(jīng)過C點(diǎn)時的速度大;
(2)若小球剛好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)C,求小球經(jīng)過最低點(diǎn)B時的速度大小和軌道對小球的作用力大;
(3)若小球從C點(diǎn)水平飛出后恰好能落回到A點(diǎn),求小球剛開始下落時距離A點(diǎn)的高度。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

參加電視臺娛樂節(jié)目,選手要從較高的平臺上以水平速度躍出后,落在水平傳送帶上,已知平臺與傳送帶高度差H=1.8 m,水池寬度x0=1.2 m,傳送帶A、B間的距離L0=20 m,由于傳送帶足夠粗糙,假設(shè)人落到傳送帶上后瞬間相對傳送帶靜止,經(jīng)過一個Δt=1.0 s反應(yīng)時間后,立刻以a=2 m/s2恒定向右加速度跑至傳送帶最右端.

(1)若傳送帶靜止,選手以v0=3 m/s水平速度從平臺躍出,求從開始躍出到跑至傳送帶右端經(jīng)歷的時間.
(2)若傳送帶以u=1 m/s的恒定速度向左運(yùn)動,選手要能到達(dá)傳送帶右端,他從高臺上躍出的水平速度v1至少多大?在此情況下到達(dá)B點(diǎn)時速度大小是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

下列情景中,關(guān)于力的大小關(guān)系,說法正確的是

A.跳高運(yùn)動員起跳,地對人的支持力大于人對地的壓力
B.火箭加速上升時,火箭發(fā)動機(jī)的推力大于火箭的重力
C.雞蛋撞擊石頭,雞蛋破碎,雞蛋對石頭的作用力小于石頭對雞蛋的作用力
D.鋼絲繩吊起貨物加速上升時,鋼絲繩對貨物的拉力大于貨物對鋼絲繩的拉力

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動.當(dāng)球某次運(yùn)動到最低點(diǎn)時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如右圖所示.已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為,重力加速度為g.忽略手的運(yùn)動半徑和空氣阻力.

(1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2.
(2)問繩能承受的最大拉力多大?
(3)改變繩長,使球重復(fù)上述運(yùn)動,若繩仍在球運(yùn)動到最低點(diǎn)時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應(yīng)為多少?最大水平距離為多少?

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同步練習(xí)冊答案