6.“娛樂風(fēng)洞”是一項將科技與驚險相結(jié)合的娛樂項目,它能在一個特定的空間內(nèi)把表演者“吹”起來.假設(shè)風(fēng)洞內(nèi)向上的風(fēng)量和風(fēng)速保持不變,表演者調(diào)整身體的姿態(tài),通過改變受風(fēng)面積(表演者在垂直風(fēng)力方向的投影面積),來改變所受向上風(fēng)力的大小.已知人體所受風(fēng)力大小與受風(fēng)面積成正比,人水平橫躺時受風(fēng)面積最大,設(shè)為S0,站立時受風(fēng)面積為$\frac{1}{8}$S0;當(dāng)受風(fēng)面積為$\frac{1}{2}$S0時,表演者恰好可以靜止或勻速漂移.如圖所示,某次表演中,人體可上下移動的空間總高度為H,表演者由靜止以站立身姿從A位置下落,經(jīng)過B位置時調(diào)整為水平橫躺身姿(不計調(diào)整過程的時間和速度變化),運動到C位置速度恰好減為零.關(guān)于表演者下落的過程,下列說法中正確的是( 。
A.從A至B過程表演者的加速度大于從B至C過程表演者的加速度
B.從A至B過程表演者的運動時間小于從B至C過程表演者的運動時間
C.從A至B過程表演者動能的變化量大于從B至C過程表演者克服風(fēng)力所做的功
D.從A至B過程表演者動量變化量的數(shù)值小于從B至C過程表演者受風(fēng)力沖量的數(shù)值

分析 加速度的關(guān)系根據(jù)牛頓第二定律分析.結(jié)合運動學(xué)公式分析運動時間關(guān)系.對兩個過程分別動能定理列式,分析從A至B過程表演者動能的變化量從B 至C過程表演者克服風(fēng)力所做的功的大小關(guān)系.由動量定理分析沖量關(guān)系.

解答 解:A、設(shè)人水平橫躺時受到的風(fēng)力大小為Fm,由于人體受風(fēng)力大小與正對面積成正比,故人站立時風(fēng)力為$\frac{1}{8}$Fm
由于受風(fēng)力有效面積是最大值的一半時,恰好可以靜止或勻速漂移,故可以求得人的重力 G=$\frac{1}{2}$Fm,即有 Fm=2G.
則從A至B過程表演者的加速度為 a1=$\frac{G-\frac{1}{8}{F}_{m}}{m}$=$\frac{mg-\frac{1}{8}×2×mg}{m}$=0.75g
從B至C過程表演者的加速度大小為 a2=$\frac{{F}_{m}-G}{m}$=$\frac{2mg-mg}{m}$=g,因此從A至B過程表演者的加速度小于從B至C過程表演者的加速度.故A錯誤;
B、設(shè)B點的速度為v,則從A至B過程表演者的運動時間 t1=$\frac{v}{{a}_{1}}$=$\frac{4v}{3g}$.從B至C過程表演者的運動時間 t2=$\frac{v}{{a}_{2}}$=$\frac{v}{g}$,則t1>t2,故B錯誤.
C、由速度位移公式得:
從A至B過程表演者的位移 x1=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{1}}$,從B至C過程表演者的位移 x2=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{2}}$,故x1:x2=4:3
因而有 x1=$\frac{4}{7}$H
對A至B過程應(yīng)用動能定理:表演者A至B動能的增量△Ek=(G-$\frac{1}{8}$Fm)•$\frac{4}{7}$H=$\frac{3}{7}$FmH
B至C克服風(fēng)力做的功 W2=Fm•$\frac{3}{7}$H=$\frac{3}{7}$FmH
可知,△Ek=W2,即表演者A至B動能的增量等于B至C克服風(fēng)力做的功,故C錯誤;
D、根據(jù)動量定理得:從A至B過程表演者動量變化量△p1=(G-$\frac{1}{8}$Fm)•t1=($\frac{1}{2}$Fm-$\frac{1}{8}$Fm)•$\frac{4v}{3g}$=$\frac{{F}_{m}v}{2g}$
從B至C過程表演者受風(fēng)力沖量的數(shù)值 I2=Fm•t2=$\frac{{F}_{m}v}{g}$,則△p1<I2,即從A至B過程表演者動量變化量的數(shù)值小于從B至C過程表演者受風(fēng)力沖量的數(shù)值.故D正確.
故選:D

點評 本題關(guān)鍵將下降過程分為勻加速過程和勻減速過程,求出各個過程的加速度,然后根據(jù)運動學(xué)公式列式判斷.要知道動能關(guān)系可根據(jù)動能定理研究.沖量和動量關(guān)系可根據(jù)動量定理研究.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.質(zhì)量為m的繩子兩端分別系在天花板上的A、B兩點,A、B間距離小于繩長,整條繩懸垂情況如圖實線所示.今在繩的中點C施加豎直向下的力,將繩子拉至如圖虛線情況,則整條繩的重力勢能( 。
A.增大B.不變C.減小D.不確定

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17.如圖所示,一個“V”形玻璃管ABC倒置于平面內(nèi),并處于場強大小為E=1×103V/m,方向豎直向下的勻強電場中,一個重力為G=1×10-3N,電荷量為q=2×10-4C的帶負(fù)電小滑塊從A點由靜止開始運動,小滑塊與管壁的動摩擦因數(shù)μ=0.5.已知管長AB=BC=L=2m,傾角α=37°,B點是一段很短的光滑圓弧管,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,下列說法中正確的是( 。
A.B、A兩點間的電勢差為2000V
B.小滑塊從A點第一次運動到B點的過程中電勢能增大
C.小滑塊第一次速度為零的位置在C處
D.從開始運動到最后靜止,小滑塊通過的總路程為3m

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14.在一條寬馬路上有A、B兩車,在t=0時刻,兩車剛好處于同一地點,接下來它們運動圖象如圖所示,那么,在0~t4時間內(nèi)的情景是( 。
A.A車在0~t2時間內(nèi)做勻加速直線運動,在t2時刻改變運動方向
B.在t2時刻A車速度為零,然后反向運動,此時兩車相距最遠
C.在t4時刻,A車追上B車
D.在t4時刻,兩車相距最遠

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1.一輛汽車沿平直公路從甲站開往乙站,啟動加速度為2m/s2,加速行駛5秒后勻速行駛2分鐘,然后剎車,滑行50m,正好到達乙站,求:
(1)汽車從甲站到乙站的位移
(2)汽車剎車滑行的時間
(3)汽車從甲站到乙站的平均速度.

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11.彈跳桿運動是一項廣受歡迎的運動.某種彈跳桿的結(jié)構(gòu)如圖甲所示,一根彈簧套在T型跳桿上,彈簧的下端固定在跳桿的底部,上端固定在一個套在跳桿上的腳踏板底部.一質(zhì)量為M的小孩站在該種彈跳桿的腳踏板上,當(dāng)他和跳桿處于豎直靜止?fàn)顟B(tài)時,彈簧的壓縮量為x0.從此刻起小孩做了一系列預(yù)備動作,使彈簧達到最大壓縮量3x0,如圖乙(a)所示;此后他開始進入正式的運動階段.在正式運動階段,小孩先保持穩(wěn)定姿態(tài)豎直上升,在彈簧恢復(fù)原長時,小孩抓住跳桿,使得他和彈跳桿瞬間達到共同速度,如圖乙(b)所示;緊接著他保持穩(wěn)定姿態(tài)豎直上升到最大高度,如圖乙(c)所示;然后自由下落.跳桿下端觸地(不反彈)的同時小孩采取動作,使彈簧最大壓縮量再次達到3x0;此后又保持穩(wěn)定姿態(tài)豎直上升,…,重復(fù)上述過程.小孩運動的全過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi).已知跳桿的質(zhì)量為m,重力加速度為g.空氣阻力、彈簧和腳踏板的質(zhì)量、以及彈簧和腳踏板與跳桿間的摩擦均可忽略不計.
(1)求彈跳桿中彈簧的勁度系數(shù)k,并在圖丙中畫出該彈簧彈力F的大小隨彈簧壓縮量x變化的示意圖;
(2)借助彈簧彈力的大小F隨彈簧壓縮量x變化的F-x圖象可以確定彈力做功的規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,求在圖乙所示的過程中,小孩在上升階段的最大速率;
(3)求在圖乙所示的過程中,彈跳桿下端離地的最大高度.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.“飛車走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù),演員騎車在傾角很大的桶面上做圓周運動而不掉下來.如圖所示為剖面圖,已知桶壁的傾角為θ,兩個演員的車和人的總質(zhì)量為ma、mb,且ma>mb.若使演員騎車做圓周運動時不受桶壁的摩擦力,下列說法正確的是( 。
A.二者的速度相同B.a處于高處,a的速度更大一些
C.桶面對a和b支持力是一樣的D.a和b的加速度大小是一樣的

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15.如圖所示,豎直放置的半徑為R的光滑圓環(huán),AC為豎直方向的一條直徑,A點有一光滑小孔,有一小環(huán)B套在圓環(huán)上,用一細線栓在小環(huán)B上,細線穿過小孔A,用拉力F拉小環(huán)B,使它沿圓周緩慢向上移動,在向上移動的過程中,關(guān)于拉力F與圓環(huán)對小環(huán)的彈力FN的說法正確的是( 。
A.FN的大小不變B.FN大小一直變小C.F先變小后變大D.F一直變小

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16.某組同學(xué)設(shè)計了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗.圖(a)為實驗裝置簡圖,A為小車,B為電火花計時器,C為裝有細砂的小桶,D為一端帶有定滑輪的長方形木板,實驗中認(rèn)為細繩對小車?yán)等于細砂和小桶的總重量,小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得.
①圖(b)為某次實驗得到的紙帶,已知實驗所用電源的頻率為50Hz取紙帶上每兩個點為一個計數(shù)點A、B、C、D、E.根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為0.31m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
②在不改變小車質(zhì)量的情況下,根據(jù)實驗收集的數(shù)據(jù)作出的a‐F 圖線如圖丙所示,其中F為砝碼及砝碼盤的總重力大小.若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,不計滑輪質(zhì)量和細線與滑輪間的摩擦,已知在某一次實驗中通過打出的紙帶處理得小車的加速度為a,通過天平稱得小車質(zhì)量為M,砝碼和砝碼盤總質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則圖(c)中F0的大小為mg-(M+m)a(用已知物理量的字母表示)
③根據(jù)圖丙中作出的a‐F 圖線,請寫出一條對提高本實驗結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議實驗前要先平衡摩擦力.

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同步練習(xí)冊答案