(15分)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，小明和小陽觀看后對此進行了討論。如圖所示，他們將選手簡化為質(zhì)量m=60kg的質(zhì)點， 選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角=，繩的懸掛點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）求選手擺到最低點時對繩拉力的大小F；
（2）若繩長l="2m," 選手擺到最高點時松手落入手中。設水對選手的平均浮力，平均阻力，求選手落入水中的深度；
（3）若選手擺到最低點時松手， 小明認為繩越長，在浮臺上的落點距岸邊越遠；小陽認為繩越短，落點距岸邊越遠，請通過推算說明你的觀點。

（1）F＝1080N （2）1.2m（3）兩人的看法均不正確，當繩長越接近1.5m時，落點距岸邊越遠。

解析試題分析：（1）小球下擺過程機械能守恒             ①
在最低點應用牛頓第二定律得： F′－mg＝m
解得 F′＝（3－2cos）mg
由牛頓第三定律得人對繩的拉力 F＝F′
則 F＝1080N
（2）對開始下落到水中最低點應用動能定理得：  mg（H－lcos＋d）－（f1＋f2）d＝0
代人數(shù)據(jù)解得： d=1.2m
(3)選手從最低點開始做平拋運動，水平方向有： x=vt
豎直方向有：H-=
還有
聯(lián)立解得：
由數(shù)學知識得當時，x有最大值，因此兩人的看法均不正確，當繩長越接近1.5m時，落點距岸邊越遠。
考點：本題考查了機械能守恒和平拋運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，質(zhì)量m1＝0.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長L＝1.5 m，現(xiàn)有質(zhì)量m2＝0.2 kg可視為質(zhì)點的物塊，以水平向右的速度v0＝2 m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止．物塊與車面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求

(1)物塊在車面上滑行的時間t；
(2)物塊克服摩擦力做的功；
(3)在此過程中轉(zhuǎn)變成的內(nèi)能．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

水平放置的平行金屬框架L=0.2m,質(zhì)量為0.1kg的金屬棒ab放在框架上，并且與框架的兩個邊垂直。整個裝置放于方向豎直向下、B=0.5T的勻強磁場中，如圖所示。金屬棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由靜止開始運動。電路中除外，其他電阻、摩擦阻力均不考慮。求：

① ab速度是5m/s時，棒的加速度是多大？
② 當ab棒達到最大速度后，撤去外力F此后感應電流還能產(chǎn)生多少熱量？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖所示，足夠長的U形導體框架的寬度L=0.5m，電阻可忽略不計，其所在平面與水平面成θ=37°角．有一磁感應強度B=0.8T的勻強磁場，方向垂直于導體框平面．一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻為R=2Ω的導體棒MN垂直跨放在U形框架上，某時刻起將導體棒由靜止釋放．已知導體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)

(1)求導體棒剛開始下滑時的加速度的大�。�
(2)求導體棒運動過程中的最大速度和重力的最大功率．
(3)從導體棒開始下滑到速度剛達到最大時的過程中，通過導體棒橫截面的電量Q=2C，求導體棒在此過程中消耗的電能．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分)如圖所示，光滑曲面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以4 m/s的速度運動，運動方向如圖所示.一個質(zhì)量為2 kg的物體(物體可以視為質(zhì)點)，從h="1.8" m高處由靜止沿曲面下滑，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，若傳送帶足夠長，取g="10" m/s²。試求：

(1)物體由靜止開始下滑到A處的速度？
(2)物體從A處向左運動的最大位移？
(3)物體從A處向左運動到最大位移處的過程中，物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少？
(4)物體隨傳送帶向右運動，最后沿斜面上滑的最大高度h′為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導軌在B點相接，導軌半徑為R.一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，脫離彈簧后當它經(jīng)過B點進入導軌瞬間對導軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運動完成半個圓周運動恰好到達C點。試求：

（1）彈簧開始時的彈性勢能；
（2）物體從B點運動至C點克服阻力做的功；
（3）物體離開C點后落回水平面時,重力的瞬時功率是多大

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示,水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R＝0．4m在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場線與軌道所在的平面平行，電場強度E＝1.0×104N／C現(xiàn)有一電荷量q＝＋1.0×10－4C，質(zhì)量m＝0.1kg的帶電體（可視為質(zhì)點），在水平軌道上的P點由靜止釋放，帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點C，然后落至水平軌道上的D點．取g＝10m／s2．試求：

（1）帶電體運動到圓形軌道B點時對圓形軌道的壓力大�。�
（2）D點到B點的距離xDB；
（3）帶電體在從P開始運動到落至D點的過程中的最大動能．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分)如圖所示，半徑的四分之一粗糙圓弧軌道AB置于豎直平面內(nèi)，軌道的B端切線水平，且距水平地面高度為=1.25m，現(xiàn)將一質(zhì)量=0.2kg的小滑塊從A點由靜止釋放，滑塊沿圓弧軌道運動至B點以的速度水平飛出（取）．求：

（1）小滑塊沿圓弧軌道運動過程中所受摩擦力做的功；
（2）小滑塊經(jīng)過B點時對圓軌道的壓力大��；
（3）小滑塊著地時的速度大小.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，AB為傾角θ＝37°的斜面軌道，軌道的AC部分光滑，CB部分粗糙。BP為圓心角等于143°，半徑R=1m的豎直光滑圓弧形軌道，兩軌道相切于B點，P、0兩點在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在A點,另一自由端在斜面上C點處，現(xiàn)有一質(zhì)量m = 2kg的物塊在外力作用下將彈簧緩慢壓縮到D點后（不栓接）釋放，物塊經(jīng)過C點后，從C點運動到B點過程中的位移與時間的關系為（式中x單位是m , t單位是s），假設物塊笫一次經(jīng)過B點后恰能到達P點，（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)，g取1Om/s2。

試求：（1） 若CD=1m，試求物塊從D點運動到C點的過程中，彈簧對物塊所做的功；
（2） B、C兩點間的距離x
（3） 若在P處安裝一個豎直彈性擋板，小物塊與擋板碰撞時間極短且無機械能損失，小物塊與彈簧相互作用不損失機械能，試通過計算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運動過程中是否會脫離軌道？

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