【題目】如圖所示是某游樂場新建的水上娛樂項目。在運(yùn)營前需要通過真實場景模擬來確定其安全性。質(zhì)量為120kg的皮劃艇載著質(zhì)量為60kg的乘客模型,以一定速度沖上傾角為θ=37°,長度LAB=8m的長直軌道AB;皮劃艇恰好能到達(dá)B點。設(shè)皮劃艇能保持速率不變通過B點到達(dá)下滑軌道BC上。皮劃艇到達(dá)C點后,進(jìn)入半徑R=5m的圓弧涉水軌道CDE,其中CE等高,D為最低點。已知軌道AB、AC的動摩擦因素μ=0.5,涉水軌道因為阻力減小,可以視為光滑軌道,不計其他阻力,皮劃艇和乘客模型可看做質(zhì)點。求:

(1)求皮劃艇在A點的動能大小。

(2)求劃水艇經(jīng)過CDE軌道最低點D時,軌道受到的壓力。

(3)已知涉水軌道能承受的最大壓力為13140N。求劃水艇沖上A點的速度大小范圍。

【答案】(1)4m/s(2)4500N(3)4m/s<VA<20m/s

【解析】(1)由幾何關(guān)系劃水艇上升高度H=4.8m

AB過程,由動能定理:

vA=4m/s

(2)由幾何關(guān)系得BC長度x=3.5m,BD的高度差為H=4.8m

BD過程,由動能定理:

vD2=75m2/s2

D點對劃水艇受力分析得:

得此時壓力N=4500N

(3)由于劃水艇到達(dá)B點的速度要大于零,所以vA>4m/s

由于D點能承受的最大壓力為Nmax=13140N

D點受力分析:

vD2=315m2/s2

AD整個過程,由動能定理,

vA=20m/s所以vA<20m/s

所以4m/s<VA<20m/s

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】某同學(xué)研究電子在電場中的運(yùn)動時,電子僅受電場力作用,得到了電子由a點運(yùn)動到b點的軌跡虛線所示圖中一組平行實線可能是電場線,也可能是等勢面,則下列說法正確的是

A不論圖中實線是電場線還是等勢面,a點的電勢都比b點低

B不論圖中實線是電場線還是等勢面,a點的加速度都比b點小

C如果圖中實線是電場線,電子在a點動能較小

D如果圖中實線是等勢面,電子在a點電勢能較小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在一個桌面上方有三個金屬小球a、b、c,離桌面高度分別h1h2h3=321.若先后順次靜止釋放a、bc,三球剛好同時落到桌面上,不計空氣阻力,則下列說法不正確的是(  )

A. 三者到達(dá)桌面時的速度之比是1

B. 三者運(yùn)動的平均速度之比是1

C. b的下落的時間等于ac的下落時間的平均值

D. ba開始下落的時間差小于cb開始下落的時間差

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一束電子束射入如圖所示的組合磁場中,其中磁場I的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向向里,磁場橫向?qū)挾葹?/span>d,縱向延伸至無窮;磁場II的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向向外,磁場橫向?qū)挾葹?/span>3d,縱向延伸至無窮。以粒子進(jìn)入磁場點處為原點,射入方向為x軸正方向,建立平面直角坐標(biāo)系。同時為了探測電子的位置,在磁場I的左側(cè)邊界鋪設(shè)了熒光屏。已知電子的比荷為K。忽略電子間的相互作用與重力作用。求:

(1)求粒子能夠進(jìn)入磁場II的最小速度V1與進(jìn)入?yún)^(qū)域二時的坐標(biāo)。

(2)當(dāng)V1滿足(1)小題所給值時,當(dāng)粒子速度為V2=5/3V1時離開磁場I時的坐標(biāo)。

(3)當(dāng)V1滿足(1)小題所給值時,若運(yùn)動的帶電粒子能使熒光屏發(fā)光,已知放射源放出的粒子速度為3V1>V>0.5V1,那么熒光屏發(fā)光的坐標(biāo)范圍是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,NQMP是兩條平行且傾角θ=30°的光滑金屬軌道,在兩條軌道下面在PQ處接著QTPS兩條平行光滑的金屬軌道,軌道足夠長,其電阻忽略不計。金屬棒ab、cd放在軌道上,始終與軌道垂直且接觸良好。金屬棒ab,cd的質(zhì)量均為m,長度均為L。連金屬棒的長度恰好等于軌道的間距,它們與軌道構(gòu)成閉合回路,金屬棒ab的電阻為2R,cd的電阻為R。磁場方向均垂直于導(dǎo)軌向上(不考慮PQ交界處的邊界效應(yīng),可認(rèn)為磁場在PQ處立即變?yōu)樨Q直向上),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。若先保持金屬棒cd不動,ab在沿導(dǎo)軌向下的力F作用下,開始以加速度a沿傾斜軌道向下做勻加速直線運(yùn)動。經(jīng)過t0時刻,ab棒恰好到PQ位置,此時撤去力F,同時釋放cd金屬棒,求:

(1)cd棒勻加速過程中,外力F隨時間t變化的函數(shù)關(guān)系;

(2)兩金屬棒撤去F后的運(yùn)動過程中,直到最后達(dá)到穩(wěn)定,金屬棒cd產(chǎn)生的熱量Q;

(3)兩金屬棒撤去F后的運(yùn)動過程中,直到最后達(dá)到穩(wěn)定,通過金屬棒cd產(chǎn)生的電荷量q;

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A用輕質(zhì)細(xì)繩與圓環(huán)B連接,圓環(huán)套在固定豎直桿MN上,F(xiàn)用一水平力F作用在繩上的O點,將O點緩慢向左移動,使細(xì)繩與豎直方向的夾角增大,在此過程中圓環(huán)B始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是 ( )

A. 水平力F逐漸增大

B. 繩對圓環(huán)B的彈力不變

C. 桿對圓環(huán)B的摩擦力變大

D. 桿對圓環(huán)B的彈力不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某一水電站發(fā)電機(jī)組設(shè)計為:水以的速度流入水輪機(jī)后以的速度流出,流出水位比流入水位低,水流量為。水輪機(jī)效率為,發(fā)電機(jī)效率為,重力加速度,水的密度試問:

(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率是多少?

(2)如果發(fā)電機(jī)輸出電壓為240V,用戶所需電壓為220V,輸電線路中能量損耗為,輸電線的電阻共為,那么所需用升壓變壓器、降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比分別是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用同一光管研究ab兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng),得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖則這兩種光下列說法正確的是  

A. 在同種均勻介質(zhì)中,a光的傳播速度比b光的小

B. 從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角小

C. 分別通過同一雙縫干涉裝置,a光的相鄰亮條紋間距小

D. 若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生,產(chǎn)生a光的能級能量差小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng),得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖.則這兩種光(  )

A. 照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大

B. 從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時,a光的臨界角大

C. 通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距大

D. 通過同一玻璃三棱鏡時,a光的偏折程度大

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