某校舉行托乒乓球跑步比賽,賽道為水平直道,比賽距離為s。比賽時,某同學(xué)將球置于球拍中心,以大小為a的加速度從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,當(dāng)速度達(dá)到v0時,再以v0做勻速直線運(yùn)動跑至終點(diǎn).整個過程中球一直保持在球拍中心不動.比賽中,該同學(xué)在勻速直線運(yùn)動階段保持球拍的傾角為θ0,如圖所示,設(shè)球在運(yùn)動中受到的空氣阻力大小與其速度大小成正比,方向與運(yùn)動方向相反,不計球與球拍之間的摩擦,球的質(zhì)量為m,重力加速度為g.

(1)求空氣阻力大小與球速大小的比值k;
(2)求在加速跑階段球拍傾角θ隨速度v變化的關(guān)系式;
(3)整個勻速跑階段,若該同學(xué)速度仍為v0,而球拍的傾角比θ0大了β并保持不變,不計球在球拍上的移動引起的空氣阻力變化,為保證到達(dá)終點(diǎn)前球不從球拍上距離中心為r的下邊沿掉落,求β應(yīng)滿足的條件.

(1) (2)(3)  

解析試題分析: (1).在勻速運(yùn)動階段,有
(2).加速階段,設(shè)球拍對球的支持力為,有
 ,
(3).以速度v0勻速運(yùn)動時,設(shè)空氣阻力與重力的合力為F,有球拍傾角為θ0+β時,空氣阻力與重力的合力不變,設(shè)球沿球拍面下滑的加速度大小為a′,有Fsinβ=ma′
設(shè)勻速跑階段所用時間為t,有t=
球不從球拍上掉落的條件a′t2≤r         

考點(diǎn): 牛頓運(yùn)動定律,勻變速直線運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系

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

(12分)如圖所示,傳送帶長6 m,與水平方向的夾角,以5 m/s的恒定速度向上運(yùn)動。一個質(zhì)量為2 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),沿平行于傳送帶方向以10 m/s的速度滑上傳送帶,已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2。求:

(1)物塊剛滑上傳送帶時的加速度大;
(2)物塊到達(dá)傳送帶頂端時的速度大小;
(3)整個過程中,摩擦力對物塊所做的功。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

小明同學(xué)乘坐杭溫線“和諧號”動車組,發(fā)現(xiàn)車廂內(nèi)有速率顯示屏。當(dāng)動車組在平直軌道上經(jīng)歷勻加速、勻速與再次勻加速運(yùn)行期間,他記錄了不同時刻的速率,部分?jǐn)?shù)據(jù)列于表格中。已知動車組的總質(zhì)量M=2.0×105kg,假設(shè)動車組運(yùn)動時受到的阻力是其重力的0.1倍,取。在小明同學(xué)記錄動車組速率這段時間內(nèi),求:

(1)動車組的加速度值;
(2)動車組牽引力的最大值;
(3)動車組位移的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)一輛值勤的警車停在平直公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v="8" m/s的速度勻速駛過的貨車有違章行為時,警車立即啟動,并以加速度a=2m/s2做勻加速運(yùn)動,試問:
(1)警車發(fā)動起來后要多長的時間才能追上違章的貨車?
(2)在警車追上貨車之前,兩車間的最大距離是多少?
(3)若警車的最大速度是vm=12m/s,則警車發(fā)動起來后要多長的時間才能追上違章的貨車?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,在成都天府大道某處安裝了一臺500萬像素的固定雷達(dá)測速儀,可以準(zhǔn)確抓拍超速車輛以及測量運(yùn)動車輛的加速度。一輛汽車正從A點(diǎn)迎面駛向測速儀B,若測速儀與汽車相距355m,此時測速儀發(fā)出超聲波,同時車由于緊急情況而急剎車,汽車運(yùn)動到C處與超聲波相遇,當(dāng)測速儀接受到發(fā)射回來的超聲波信號時,汽車恰好停止于D點(diǎn),且此時汽車與測速儀相距335m,忽略測速儀安裝高度的影響,可簡化為如圖所示分析(已知超聲波速度為340m/s,)。
 
(1)求汽車剎車過程中的加速度a;
(2)此路段有80km/h的限速標(biāo)志,分析該汽車剎車前的行駛速度是否超速?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)A、B兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛。當(dāng) B車在A車前84m處時,B車速度為4m/s,且正以2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動;經(jīng)過一段時間后,B車加速度突然變?yōu)榱恪車一直以20m/s的速度做勻速運(yùn)動。經(jīng)過12s后兩車相遇。求:
⑴B車加速行駛的時間是多少?
⑵兩車相遇時B車速度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)跳傘運(yùn)動員做低空跳傘表演,當(dāng)直升飛機(jī)懸停在離地面224m高時,運(yùn)動員離開飛機(jī)作自由落體運(yùn)動.運(yùn)動一段時間后,打開降落傘,展傘后運(yùn)動員以12.5m/ s 2的加速度勻減速下降.為了運(yùn)動員的安全,要求運(yùn)動員落地速度最大不得超過5m/s.g = 10m/s2.
(1)運(yùn)動員展傘時,離地面的高度至少為多少?
(2)運(yùn)動員在空中的最短時間為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)已知O、A、B、C為同一直線上的四點(diǎn)、AB間的距離為l1,BC間的距離為l2,一物體自O(shè)點(diǎn)由靜止出發(fā),沿此直線做勻加速運(yùn)動,依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn),已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等。
求O與A的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

卡車以v0="10" m/s在平直的公路上勻速行駛,因為路口出現(xiàn)紅燈,司機(jī)立即剎車,使卡車做勻減速直線前進(jìn)直至停止。停止等待6 s時,交通燈變?yōu)榫G燈,司機(jī)立即使卡車做勻加速運(yùn)動。已知從開始剎車到恢復(fù)原來的速度所用時間t="12" s,勻減速的加速度是勻加速的2倍,反應(yīng)時間不計。求:
(1)卡車勻減速所用時間t1
(2)從卡車開始剎車到剛恢復(fù)到原來速度的過程中,通過的位移大小s。

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