在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，如圖所示。我們將選手簡化為質(zhì)量m=50kg的質(zhì)點(diǎn)，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角=，繩長l=2m，繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H=3m。不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺露出水面的高度不計，水足夠深。（取重力加速度，，）

（1）求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時繩子對選手拉力的大小F；
（2）若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時松手，落到了浮臺上，試用題中所提供的數(shù)據(jù)算出落點(diǎn)與岸的水平距離；
（3）選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時松手落入水中。設(shè)水對選手的平均浮力，平均阻力，求選手落入水中的深度。

（1）900N；（2）；（3）3m。

解析試題分析：（1）選手從靜止開始至最低點(diǎn)的過程，由動能定理得：
 ①
在最低點(diǎn)由向心力公式得：
 ②
可解得：
（2）由①可得，最低點(diǎn)的速度為
       ③
              ④
解得  m      
（3）從最高點(diǎn)落下至落入水中速度為零的過程中，由動能定理可得：

代入求得
考點(diǎn)：牛頓定律及動能定理。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如右圖所示，水平地面上有一楔形物塊a，其斜面上有一小物塊b，b與平行于斜面的細(xì)繩的一端相連，細(xì)繩的另一端固定在斜面上．a(chǎn)與b之間光滑，a和b以共同速度在地面軌道的光滑段向左運(yùn)動．當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(　　)

A．繩的張力減小，b對a的正壓力減小
B．繩的張力增加，斜面對b的支持力增加
C．繩的張力減小，地面對a的支持力增加
D．繩的張力增加，地面對a的支持力減小

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

(6分)某實驗小組設(shè)計了如圖（a）所示實驗裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計算機(jī)可得滑塊運(yùn)動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示�；瑝K和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=     kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ=    （重力加速度g取10m/s2）
     

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，間距為L的光滑M、N金屬軌道水平平行放置，ab是電阻為R0的金屬棒，可緊貼導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌右側(cè)連接水平放置的平行板電容器，板間距為d，板長也為L，導(dǎo)軌左側(cè)接阻值為R的定值電阻，其它電阻忽略不計．軌道處的磁場方向垂直軌道平面向下，電容器處的磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B．當(dāng)ab以速度v0向右勻速運(yùn)動時，一帶電量大小為q的顆粒以某一速度從緊貼A板左側(cè)平行于A板進(jìn)入電容器內(nèi)，恰好做勻速圓周運(yùn)動，并剛好從C板右側(cè)邊緣離開．求：

（1）AC兩板間的電壓U；
（2）帶電顆粒的質(zhì)量m；
（3）帶電顆粒的速度大小v．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，在豎直平面內(nèi)有一個半徑為R的光滑圓弧軌道，半徑OA豎直、OC水平，一個質(zhì)量為m的小球自C點(diǎn)的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，從C點(diǎn)沿切線進(jìn)入軌道，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)A時恰好對軌道沒有壓力。重力加速度為，不計一切摩擦和阻力。求：

（1）小球到達(dá)軌道最高點(diǎn)A時的速度大小；
（2）小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)B時對軌道的壓力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，將直徑為2R的半圓形導(dǎo)軌固定在豎直面內(nèi)的A、B兩點(diǎn)，直徑AB與豎直方向的夾角為60°。在導(dǎo)軌上套一質(zhì)量為m的小圓環(huán)，原長為2R、勁度系數(shù)的彈性輕繩穿過圓環(huán)且固定在A、B兩點(diǎn)。已知彈性輕繩滿足胡克定律，形變量相同時彈性勢能也相等，且彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，不計一切摩擦。將圓環(huán)由A點(diǎn)正下方的C點(diǎn)靜止釋放，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動到導(dǎo)軌的最低點(diǎn)D點(diǎn)時，求

（1）圓環(huán)的速率v；
（2）導(dǎo)軌對圓環(huán)的作用力F的大小?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接．圓弧的半徑R＝0.40 m. 在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E＝1.0×104 N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.10 kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s＝1.0 m的位置，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到圓弧形軌道的C端時，速度恰好為零．已知帶電體所帶電荷量q＝8.0×10－5C，取g＝10 m/s2，求：

(1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動的加速度大小及運(yùn)動到B端時的速度大小；
(2)帶電體運(yùn)動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力大��；
(3)帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動到C端的過程中，摩擦力做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在粗糙水平面內(nèi)存在著2n個有理想邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)，水平向右的電場和豎直向上的電場相互間隔，每一電場區(qū)域場強(qiáng)的大小均為E，且 E=，電場寬度均為d，水平面粗糙摩擦系數(shù)為μ，一個質(zhì)量為m，帶正電的、電荷量為q的物體（看作質(zhì)點(diǎn)），從第一個向右的電場區(qū)域的邊緣由靜止進(jìn)入電場，則物體從開始運(yùn)動到離開第2n個電場區(qū)域的過程中，求：

（1）電場力對物體所做的總功? 摩擦力對物體所做的總功？
（2）物體在第2n個電場(豎直向上的)區(qū)域中所經(jīng)歷的時間？
（3）物體在所有水平向右的電場區(qū)域中所經(jīng)歷的總時間？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(19分)如圖甲所示，表面絕緣、傾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的頂端固定有彈性擋板，擋板垂直于斜面，并與斜面底邊平行。斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁場方向垂直斜面向上，磁場上邊界到擋板的距離s=0.55m。一個質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.25W的單匝矩形閉合金屬框abcd，放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合，ab邊長L=0.50m。從t=0時刻開始，線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，從靜止開始運(yùn)動，當(dāng)線框的ab邊離開磁場區(qū)域時撤去拉力，線框繼續(xù)向上運(yùn)動，并與擋板發(fā)生碰撞，碰撞過程的時間可忽略不計，且沒有機(jī)械能損失。線框向上運(yùn)動過程中速度與時間的關(guān)系如圖乙所示。已知線框在整個運(yùn)動過程中始終未脫離斜面，且保持ab邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動摩擦因數(shù)m=/3，重力加速度g取10 m/s2。

(1)求線框受到的拉力F的大小；
(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
(3)已知線框向下運(yùn)動通過磁場區(qū)域過程中的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0-(式中v0為線框向下運(yùn)動ab邊剛進(jìn)入磁場時的速度大小，x為線框ab邊進(jìn)入磁場后對磁場上邊界的位移大小)，求線框在斜面上運(yùn)動的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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同步練習(xí)冊答案