如圖1所示,在2010上海世博會(huì)上,拉脫維亞館的風(fēng)洞飛行表演,令參觀者大開眼界,最吸引眼球的就是正中心那個(gè)高為H=10m,直徑D=4m的透明“垂直風(fēng)洞”。風(fēng)洞是人工產(chǎn)生和控制的氣流,以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動(dòng)。在風(fēng)力作用的正對(duì)面積不變時(shí),風(fēng)力F=0.06v2(v為風(fēng)速)。在本次風(fēng)洞飛行上升表演中,表演者的質(zhì)量m=60kg,為提高表演的觀賞性,控制風(fēng)速v與表演者上升的高度h間的關(guān)系如圖2所示。g="10" m/s2。求:

⑴設(shè)想:表演者開始靜臥于h=0處,再打開氣流,請(qǐng)描述表演者從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
⑵表演者上升達(dá)最大速度時(shí)的高度h1;
⑶表演者上升的最大高度h2;
⑷為防止停電停風(fēng)事故,風(fēng)洞備有應(yīng)急電源,若在本次表演中表演者在最大高度h2時(shí)突然停電,為保證表演者的人身安全,則留給風(fēng)洞自動(dòng)接通應(yīng)急電源滯后的最長時(shí)間tm。(設(shè)接通應(yīng)急電源后風(fēng)洞一直以最大風(fēng)速運(yùn)行)
⑴略(2)4m(3)8m(4) 0.52s

試題分析:⑴由圖2可知,(1分)
即風(fēng)力  (1分)
當(dāng)表演者在上升過程中的最大速度vm時(shí)有 (1分)
代入數(shù)據(jù)得m.(1分)
⑵對(duì)表演者列動(dòng)能定理得 (2分)
與h成線性關(guān)系,風(fēng)力做功 (1分)
代入數(shù)據(jù)化簡得m (2分)
⑶當(dāng)應(yīng)急電源接通后以風(fēng)洞以最大風(fēng)速運(yùn)行時(shí)滯后時(shí)間最長,表演者減速的加速度為
m/s2 (2分)
表演者從最高處到落地過程有 (2分)
代入數(shù)據(jù)化簡得 s≈0.52s。(2分)
點(diǎn)評(píng):本題難度中等,首先應(yīng)根據(jù)圖像得到v2與h的關(guān)系式,當(dāng)F與重力相等時(shí)速度最大,由F、速度和h的關(guān)系可知F隨著h的變化線性變化,由此可以把變力F轉(zhuǎn)變?yōu)楹懔,再利用功能關(guān)系求解
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球接觸彈簧并將彈簧壓縮至最低點(diǎn)(形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi)),然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后又下落,如此反復(fù)。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出該過程中彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示,則
A.運(yùn)動(dòng)過程中小球的機(jī)械能守恒
B.t2時(shí)刻小球的加速度為零
C.t1~t2這段時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能在逐漸減小
D.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和在增加

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為m的物體,從靜止開始以2g的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)h高度,那么(     )
A.物體的重力勢(shì)能減少2mgh
B.物體的動(dòng)能增加2mgh
C.物體的機(jī)械能保持不變
D.物體的機(jī)械能增加mgh

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一根繩子繞過高4m的滑輪(大小、摩擦均不計(jì)),繩的一端拴一質(zhì)量為10kg的物體,另一側(cè)沿豎直方向的繩被人拉。羧死±K子前進(jìn)3m,使物體勻速上升,則人拉繩所做的功為(     )
A.500JB.300JC.100JD.50J

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平面上的輕彈簧一端與物體相連,另一端固定在墻上的P點(diǎn),已知物體的質(zhì)量為m,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,彈簧的勁度系數(shù)k,F(xiàn)用力拉物體,使彈簧從處于自然狀態(tài)的O點(diǎn)由靜止開始緩慢向左移動(dòng)一段距離,這時(shí)彈簧具有彈性勢(shì)能Ep。撤去外力后,物體在O點(diǎn)兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中(    )
A.在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物體第一次回到O點(diǎn)時(shí)速度不是最大
B.在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物體第一次回到O點(diǎn)時(shí)速度最大
C.物體最終停止時(shí),運(yùn)動(dòng)的總路程為
D.在物體第一次向右運(yùn)動(dòng)的過程中,速度相等的位置有2個(gè)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示表示撐桿跳運(yùn)動(dòng)的三個(gè)階段:助跑、撐桿起跳、越橫桿,其中發(fā)生了彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化的階段(  )
A.只有助跑階段
B.只有撐桿起跳階段
C.只有越橫桿階段
D.撐桿起跳階段與越橫桿階段

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

為了測(cè)定一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小,小明所在的物理興趣小組做了如下實(shí)驗(yàn):用長為L的細(xì)線,上端固定于O點(diǎn),下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球,如圖所示,開始時(shí),將線與小球拉成水平,然后釋放,小球由靜止開始向下擺動(dòng),到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零,然后又從B點(diǎn)向A點(diǎn)擺動(dòng),如此往復(fù)。小明用測(cè)量工具測(cè)量與水平方向所成的角度,剛好為60°。下列說法中正確的是
A.在B點(diǎn)時(shí)小球受到的合力為0
B.小球從A運(yùn)動(dòng)到B,重力勢(shì)能減小mgL
C.小球在下擺的過程中,小球的機(jī)械能和電勢(shì)能之和先減小后增大
D.電場強(qiáng)度E的大小為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

起重機(jī)將物體由靜止舉高h(yuǎn)時(shí),物體的速度為v,下列各種說法中正確的是(不計(jì)空氣阻力)(  )
A.拉力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量
B.拉力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能和勢(shì)能的增量
C.拉力對(duì)物體所做的功等于物體勢(shì)能的增量
D.物體克服重力所做的功大于物體勢(shì)能的增量

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間有一水平勻強(qiáng)電場,在豎直平面內(nèi)有一帶電微粒以一定初速度沿圖中虛直線由O運(yùn)動(dòng)至P,關(guān)于其能量變化情況的說法,正確的是
A.動(dòng)能增加,電勢(shì)能減少
B.重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加
C.動(dòng)能和重力勢(shì)能之和增加
D.動(dòng)能和電勢(shì)能之和增加

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