【題目】某游樂場的一項(xiàng)游樂設(shè)施如圖甲所示,可以簡化為如圖乙所示的模型,已知圓盤的半徑為R=2.5 m,懸繩長L=R,圓盤啟動后始終以恒定的角速度轉(zhuǎn)動,圓盤先沿著桿勻加速上升,再勻減速上升直到到達(dá)最高點(diǎn)(整個上升過程比較緩慢),當(dāng)圓盤上升到最高點(diǎn)轉(zhuǎn)動時,懸繩與豎直方向的夾角為45°,重力加速度取g=10 m/s2。求:

(1)圓盤轉(zhuǎn)動的角速度;

(2)若圓盤到達(dá)最高點(diǎn)時離地面的高度為h=22.5 m,為了防止乘客攜帶的物品意外掉落砸傷地面上的行人,地面上至少要設(shè)置多大面積的區(qū)域不能通行;

(3)已知甲乙兩名乘客的質(zhì)量分別是m1m2(m1>m2),在圓盤加速上升的過程中,他們座椅上的懸繩與豎直方向的夾角分別為θ1θ2,比較θ1θ2的大小關(guān)系。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1)設(shè)乘客和座椅的總質(zhì)量是m,懸繩拉力為FT

豎直方向上:FTcosθmg

水平方向上:FTsinθ2(RRsinθ)

以上兩式聯(lián)立解得ω rad/s。

(2)物品掉落時的速度vω(RRsinθ)=5 m/s

物品掉落后做平拋運(yùn)動

豎直方向有hRcosθ

解得t=2 s

平拋運(yùn)動的水平位移為xvt=10 m

設(shè)置禁止通行區(qū)域半徑為R′==15 m

S=πR2=225π m2。

(3)設(shè)加速上升過程中,圓盤上升加速度為a

豎直方向:FTcosθmgma

水平方向:FTsinθ2(RRsinθ)

兩式聯(lián)立可得(ga)tanθω2(RRsinθ)

可見θ與質(zhì)量無關(guān),即θ1θ2

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,兩塊水平放置的帶電平行金屬板間有豎直向上的勻強(qiáng)電場.一個質(zhì)量為m、帶電量為q的油滴以初速度v0進(jìn)入電場,并在電場中沿直線運(yùn)動了一段時間,空氣阻力不計,則(  )

A. 該油滴帶負(fù)電

B. 在這段時間內(nèi)電場力所做的功大于油滴重力勢能的變化

C. 在這段時間內(nèi)油滴的機(jī)械能保持不變

D. 在這段時間內(nèi)油滴的動能保持不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)對毫安表進(jìn)行改裝和校準(zhǔn)。

(1)如圖(1)所示,已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 Ω,滿偏電流為1 mA;R1R2為阻值固定的電阻。若使用ab兩個接線柱,電表量程為3 mA;若使用ac兩個接線柱,電表量程為10 mA。則表頭中電阻______, ______

(2)如圖(2)所示,現(xiàn)用一量程為3 mA、內(nèi)阻為150 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表A對改裝電表的3 mA擋進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時需選取的刻度為0.5、1.01.5、2.02.5、3.0 mA。電池的電動勢為,內(nèi)阻忽略不計;定值電阻有兩種規(guī)格,阻值分別為300 Ω1000 Ω;滑動變阻器有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750 Ω3000 Ω。則R0應(yīng)選用阻值為________的電阻,R應(yīng)選用最大阻值為 _____的滑動變阻器。

(3)若電阻中有一個被短路,利用圖3的電路可以判斷出被短路的電阻,圖(3)中為保護(hù)電阻。則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱______(填bc)相連。判斷依據(jù)是:___________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如下圖是研究平拋物體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置圖,通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動軌跡.

(1)以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法,其中合理的有________

a.安裝斜槽軌道,使其末端保持水平

b.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇

c.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放

d.為描出小球的運(yùn)動軌跡,描繪的點(diǎn)可以用折線連接

(2)實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動軌跡,在軌跡上取一些點(diǎn),以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,下圖中yx2圖象能說明平拋小球運(yùn)動軌跡為拋物線的是________

(3)如圖是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動軌跡,O為平拋的起點(diǎn),在軌跡上任取三點(diǎn)A、BC,測得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y15.0 cm、y245.0 cm,A、B兩點(diǎn)水平間距Δx40.0 cm.則平拋小球的初速度v0________m/s,若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y360.0 cm,則小球在C點(diǎn)的速度vC________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,g10 m/s2).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】已知長直通電導(dǎo)線在其周圍某點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該 導(dǎo)線中的電流成正比,與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離成反比。如圖所示,ab、c、d四根長直通電導(dǎo)體棒平行放置,它們的橫截 面構(gòu)成一個正方形,O為正方形中心,a、bd中電流方向 垂直紙面向里,c中電流方向垂直紙面向外,電流大小滿足: Ia=Ic=Id<Ib,則關(guān)于ab、c、d長直通電導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生合磁場的方向可能是

A. 0點(diǎn)指向aob區(qū)域 B. 0點(diǎn)指向boc區(qū)域

C. O點(diǎn)指向cod區(qū)域 D. O點(diǎn)指向aod區(qū)域

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在云南省某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過江(如圖1),若把這滑鐵索過江簡化成圖2的模型,鐵索的兩個固定點(diǎn)A、B在同一水平面內(nèi),AB間的距離為L=80 m,繩索的最低點(diǎn)離AB間的垂直距離為h=8 m,若把繩索看做是圓弧,已知一質(zhì)量m=52 kg的人借助滑輪(滑輪質(zhì)量不計)滑到最低點(diǎn)的速度為10 m/s,(g=10 m/s2)那么(  )

A. 人在整個繩索上運(yùn)動可看成是勻速圓周運(yùn)動

B. 可求得繩索的圓弧半徑為104 m

C. 在滑到最低點(diǎn)時人處于失重狀態(tài)

D. 人在滑到最低點(diǎn)時對繩索的壓力為570 N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】重力為G的體操運(yùn)動員在進(jìn)行自由體操比賽時,有如圖所示的比賽動作,當(dāng)運(yùn)動員豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時,兩手臂對稱支撐,夾角為θ,則( )

A. θ=60°時,運(yùn)動員單手對地的正壓力大小為G/2

B. θ=120°時,運(yùn)動員單手對地面的壓力大小為G

C. θ不同時,運(yùn)動員受到的合力不同

D. θ不同時,地面對運(yùn)動員的合力不同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向均向下的恒定電流。則

A. 金屬環(huán)向上運(yùn)動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針

B. 金屬環(huán)向下運(yùn)動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針

C. 金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針

D. 金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,5個相同的木塊緊挨著靜止在水平地面上,每塊木塊的質(zhì)量為M=1kg,長l=1m,它們與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,木塊與地面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,現(xiàn)有一質(zhì)量為m=2.5kg的小鉛塊(視為質(zhì)點(diǎn)),以v0=4m/s的初速度向右滑上左邊第一木塊的左端,它與木塊間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2,小鉛塊剛滑上第四塊木塊時,4、5兩塊木塊開始一起運(yùn)動,最終小鉛塊靜止在第四塊木塊上,求:

(1)小鉛塊剛滑上第四塊木塊時的速度;

(2)小鉛塊滑上第四塊木塊后,4、5兩木塊的加速度;

(3)小鉛塊與木塊達(dá)共同速度后,還能繼續(xù)滑行多遠(yuǎn)。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案