【題目】有一個推礦泉水瓶的游戲節(jié)目,規(guī)則是:選手們從起點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;若瓶最后未停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過程中倒下,均視為失敗。其簡化模型如下圖所示,AC是長度為L1=5 m的水平桌面,選手們可將瓶子放在A點,從A點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)μ=0.4。某選手作用在瓶子上的水平推力F=20 N,瓶子沿AC做直線運動,假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點,g取10 m/s2,那么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不得超過多少?

(2)推力作用在瓶子上的距離最小為多少?

【答案】(1) (2)

【解析】試題分析:(1)受力分析后,先根據(jù)牛頓第二定律求解出瓶子加速和減速時的加速度,然后根據(jù)運動學(xué)公式結(jié)合幾何關(guān)系列式求解出瓶子恰好滑動到C點時推力的作用時間;

(2)瓶子恰好滑動到B點,推力的作用距離最短;根據(jù)運動學(xué)公式結(jié)合幾何關(guān)系列式求解即可.

解:(1)要想游戲獲得成功,瓶滑到C點速度正好為零時,推力作用時間最長,設(shè)最長作用時間為t1,有推力作用時瓶做勻加速運動,設(shè)加速度為a1,t1時刻瓶的速度為v,推力停止作用后瓶做勻減速運動,設(shè)此時加速度大小為a2

由牛頓第二定律得:F﹣μmg=ma1,μmg=ma2

加速運動過程中的位移x1=

減速運動過程中的位移x2=

位移關(guān)系滿足:x1+x2=L1,又:v=a1t1

由以上各式解得:t1=s

(2)要想游戲獲得成功,瓶滑到B點速度正好為零時,推力作用距離最小,設(shè)最小距離為d,則:+=L1﹣L2

v′2=2a1d,聯(lián)立解得:d="0.4" m.

答:(1)推力作用在瓶子上的時間最長不得超過

(2)推力作用在瓶子上的距離最小為0.4m

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示OA、OB、OC三段輕繩結(jié)于OOB水平且與放置在水平面上質(zhì)量為m1=1.5 kg的物體乙相連,OC下方懸掛物體甲.此時物體乙恰好未滑動.已

OA與豎直方向成θ=37°物體乙與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,可認為最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等.g10 m/s2sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:

(1)OB繩對物體乙的拉力;

(2)物體甲的質(zhì)量m2.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某課題研究小組,選用下列器材測定某型號手機所用鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r.(電動勢約為4 V,內(nèi)阻在幾歐到幾十歐之間)

A.電壓表V(量程6 V,內(nèi)阻約為6.0 kΩ) B.電流表A(量程2 mA,內(nèi)阻約為50 Ω)

C.電阻箱R(0~999.9 Ω) D.開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干

(1).某同學(xué)從上述器材中選取了電流表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內(nèi)阻,從實際操作中你認為可行嗎?請說明理由:_____________________________.

(2).今用上述器材中的電壓表和電阻箱測鋰電池的電動勢和內(nèi)阻,請畫出實驗電路圖______

(3).根據(jù)圖象求得E=________ V,r=________ Ω.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。他根據(jù)老師提供的以下器材,畫出了如圖所示的原理圖。

電壓表V(量程3V.內(nèi)阻Rv約為l0kΩ)

電流表G(量程3mA,內(nèi)阻Rg=l00Ω)

電流表A(量程3A,內(nèi)阻約為0.5Ω)

滑動變阻器R1(0~20Ω,2A)

滑動變阻器R2 (0~500Ω,1A)

定值電阻R3=0.

開關(guān)S和導(dǎo)線若干

(1)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表A的量程太大,于是他將電流表G與定值電阻R3并聯(lián),實際上是進行了電表的改裝,則他改裝后的電流表對應(yīng)的量程是______A。(保留兩位有效數(shù)字)

(2)為了能準(zhǔn)確地進行測量,同時為了操作方便,實驗中應(yīng)選用的滑動變阻器是_______(填寫器材編號)

(3)該同學(xué)利用上述實驗原理圖測得數(shù)據(jù),以電流表G讀數(shù)為橫坐標(biāo),以電壓表V讀數(shù)為縱坐標(biāo)繪出了如圖所示的圖線,根據(jù)圖線可求出電源的電動勢E=1.50V.電源的內(nèi)阻r=____________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為演示光電效應(yīng)的裝置,閉合開關(guān)S,當(dāng)用某種頻率的光照射光電管時,電流表A有示數(shù),則下列說法中正確的是( )

A. 斷開開關(guān)S,則電流表示數(shù)為零

B. 將滑動變阻器的滑片ca端移動,電流表的示數(shù)減小

C. 換用頻率更高的光照射光電管,并將電源反接,電流表的示數(shù)一定增大

D. 增大照射光電管的光照強度,同時將滑動變阻器的滑片ca端移動,電流表的示數(shù)一定增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于速度、加速度和速度變化量的關(guān)系,下列說法中正確的是(

A. 物體的速度為零時,加速度一定為零

B. 速度變化得越快,加速度就越大

C. 物體的加速度方向為正時,速度一定增加.

D. 物體的加速度很大,則速度變化量一定很大.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】過山車是游樂場中常見的設(shè)施.下圖是一種過山車的簡易模型,它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個圓形軌道組成,B、C、D分別是三個圓形軌道的最低點,B、C間距與C、D間距相等,半徑R1=2.0 m、R2=1.4 m.一個質(zhì)量為m=1.0 kg的小球(可視為質(zhì)點),從軌道的左側(cè)A點以v0=12.0 m/s的初速度沿軌道向右運動,A、B間距L1=6.0 m.小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,圓形軌道是光滑的.假設(shè)水平軌道足夠長,圓形軌道間不相互重疊.重力加速度取g=10 m/s2,計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位數(shù)字.試求:

(1)小球在經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點時,軌道對小球作用力的大。

(2)如果小球恰能通過第二個圓形軌道,B、C間距L應(yīng)是多少;

(3)在滿足(2)的條件下,如果要使小球不能脫離軌道,在第三個圓形軌道的設(shè)計中,半徑R3應(yīng)滿足的條件;小球最終停留點與起點A的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2017年4月18日,在全國男子舉重錦標(biāo)賽暨第十三屆全運會預(yù)賽94公斤級比賽中,廣西選手李兵以抓舉161kg、挺舉213kg,總成績374kg奪得挺舉、總成績兩項冠軍。如圖是李兵的第三把挺舉,則在杠鈴被舉升高的過程中,下列說法正確的是

A. 杠鈴的動能一直增加

B. 杠鈴和地球組成系統(tǒng)的重力勢能一直增加

C. 運動員對杠鈴一直做正功

D. 運動員對杠鈴先做正功后做負功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩條間距L=0.5m且足夠長的平行光滑金屬直導(dǎo)軌,與水平地面成30°角固定放置,磁感應(yīng)強度B=0.4T的勻強磁場方向垂直導(dǎo)軌所在的斜面向上,質(zhì)量、的金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上,兩金屬棒的總電阻r=0.2Ω,導(dǎo)軌電阻不計。ab在沿導(dǎo)軌所在斜面向上的外力F作用下,沿該斜面以的恒定速度向上運動。某時刻釋放cd cd向下運動,經(jīng)過一段時間其速度達到最大。已知重力加速度g=10m/s2,求在cd速度最大時,

(1)abcd回路的電流強度I以及F的大。

(2)abcd回路磁通量的變化率以及cd的速率。

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