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翼型降落伞有很好的飞行性能.它被看作飞机的机翼,跳伞运动员可方便地控制转弯等动作...

翼型降落伞有很好的飞行性能.它被看作飞机的机翼,跳伞运动员可方便地控制转弯等动作.其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气摩擦力都受到影响.已知:空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,F1=C1v2;空气摩擦力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,F2=C2v2.其中C1、C2相互影响,可由运动员调节,满足如图b所示的关系.试求:
(1)图a中画出了运动员携带翼型伞跳伞后的两条大致运动轨迹.试对两位置的运动员画出受力示意图并判断,①、②两轨迹中哪条是不可能的,并简要说明理由;
(2)若降落伞最终匀速飞行的速度v与地平线的夹角为α,试从力平衡的角度证明:tanα=C2/C1
(3)某运动员和装备的总质量为70kg,匀速飞行的速度v与地平线的夹角α约20°(取tan20°=4/11),匀速飞行的速度v多大?(g取10m/s2,结果保留3位有效数字)
(4)若运动员出机舱时飞机距地面的高度为800m、飞机飞行速度为540km/h,降落过程中该运动员和装备损失的机械能△E多大?
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(1)物体做直线运动的条件是所受的合力方向与速度方向在一条直线上,根据运动员和翼型伞的受力情况进行判断. (2)由①位置的受力分析,匀速运动时对重力进行分解,根据平衡条件求解. (3)在图b中过原点作直线C2=C1,正确得到直线与曲线的交点后求解. (4)根据运动员和装备的动能和重力势能的减小量求出损失的机械能. 【解析】 (1)②轨迹不可能存在 ①位置,三力可能平衡(或三力的合力可能与速度在一直线),运动员做直线运动 ②位置,合力方向与速度方向不可能在一直线,所以不会沿竖直方向做直线运. (2)由①位置的受力分析可知,匀速运动时,对重力进行分解,根据平衡条件得: F1=mgcosα=C1v2 F2=mgsinα=C2v2 两式消去mg和v得tanα=C2/C1 (3)在图b中过原点作直线 正确得到直线与曲线的交点 C2=2,C1=5.5 根据F2=mgsinα=C2v2或F1=mgcosα=C1v2 得v=10.9m/s (4)运动员和装备损失的机械能等于运动员和装备的动能和重力势能的减小量, △E=mgH+mv2-mv2=(70×10×800+×70×1502-×70×10.92)J=1.34×106 J 答:(1)②轨迹是不可能的; (2)以上已经证明; (3)匀速飞行的速度是10.9m/s (4)降落过程中该运动员和装备损失的机械能是1.34×106 J.
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考点分析:
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在地面上方的真空室内,有一对平行金属板M、N竖直放置,两板间存在恒定的电势差,设两板间的电场可看作是匀强电场,且两板外无电场,将一电量q=4×10-6C的带电小球从两极板上方距两极板上端高度h=0.2m的A点以初动能EK0=8×10-3J水平抛出,球恰好从靠近M板上端处射入板内,然后沿直线运动并碰到N板上的B点,B点与极板上端相距L=0.15m,如图所示.
(1)说明小球从A到B的运动情况;
(2)试求M、N两板间的电势差.

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在游乐节目中,选手需要于借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小舒和小程观看后对此进行了讨论.如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.(不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深.取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
(2)若绳长l=2m,选手摆到最高点时松手落入手中.设水对选手的平均浮力f1=800N,平均阻力f2=700N,求选手落入水中的深度d;
(3)若选手摆到最低点时松手,小舒认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小程认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点.

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如图所示,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器.3个电阻采用如图(a)方式接在ε=8V、r=1Ω的电源上.现利用电压传感器(相当于电压表)和电流传感器(相当于电流表)研究R3上的电压与电流变化关系,任意滑动R3上的滑片,通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后,在屏幕上得到的U-I图象为如图(b)所示的一条直线(实线部分).试求:
(1)R1的阻值.
(2)R2的阻值
(3)R3的最大阻值
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manfen5.com 满分网山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动.一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为
37°的斜坡,BC是半径为R=5m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差hl=8.8m,竖直台阶CD高度差为h2=5m,台阶底端与倾角为37°斜坡DE相连.运动员连同滑雪装备总质量为80kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10m/s2
sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)运动员到达C点的速度大小;
(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小;
(3)运动员在空中飞行的时间.
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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡标有“3.8V、1.14W”字样;
电压表V量程5V,内阻约为5kΩ;
直流电源E的电动势4.5V,内阻不计;
开关S及导线若干;
其它供选用的器材还有:
电流表A1量程250mA,内阻约为2Ω;
电流表A2量程500mA,内阻约为1Ω;
滑动变阻器R1阻值0~10Ω;
滑动变阻器R2阻值0~2kΩ.
为了使调节方便,测量的准确度高:
①实验中应选用电流表    ,滑动变阻器   
②在虚线框内画出实验电路图.
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③由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图(甲)所示,将本实验用的小灯泡接入如图(乙)所示的电路,电源电压恒为6V,定值电阻R3=30Ω.电流表A读数为0.45A,此时小灯泡消耗的实际功率为   
W.(不计电流表A的内阻).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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