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某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘上,绳...

某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘上,绳子下端连接座椅,人坐在飞椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人看成质点,则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动,设轻绳长L=10m,人的质量m=60kg,转盘静止时人与转轴之间的距离d=4m.转盘慢慢加速运动,经过一段时间后转速保持稳定,此时人与转轴之间的距离变为D=10m且保持不变。不计空气阻力,绳子不可伸长,取g=10m/s2。求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)最后转盘匀速转动时的角速度大约为多少?

(2)若转盘稳定转动后,一位游客随身带的手机突然滑下来,此时座椅离地面H=5米,在地面上的管理员发现这一情况后,跑过来接,如果管理员在转轴中心处,问他至少应该跑多远才行?

 

(1)0.866 rad/s    (2)13.2m 【解析】:(1)设转盘匀速转动时绳子与竖直方向间的夹角为θ,质点所处的位置和受力情况如图所示,可得    ①(1分) 人所受合力提供向心力 Fn=mgtanθ=mω2D    ②(1分) 代入数据解得ω=0.866 rad/s   ③(2分) (3)手机滑下来后沿圆周的切线方向平抛运动,设手机从抛出至落地的水平距离为x,则  x=vt(1分) 手机下落时间为t,有H=gt2(1分) 管理员跑动的距离为(1分) 联立解得s=13.2m.    (2分)
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在冬天,高为h=1.25m的平台上,覆盖了一层冰,一乘雪橇的滑雪爱好者,从距平台边缘s=24m处以一定的初速度向平台边缘滑去,如图所示,当他滑离平台即将着地时的瞬间,其速度方向与水平地面的夹角为θ=45°,取重力加速度g=10m/s2。求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是多大;

(2)若平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.05,则滑雪者的初速度是多大?

 

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城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥,如图所示,桥面为圆弧形的立交桥AB,横跨在水平路面上,长为L=200m,桥高h=20m.可以认为桥的两端A、B与水平路面的连接处的平滑的.一辆汽车的质量m=1040kg的小汽车冲上圆弧形的立交桥,到达桥顶时的速度为15m/s.试计算:(g取10m/s2

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)小汽车在桥顶处对桥面的压力的大小.

(2)若小车在桥顶处的速度为说明: 6ec8aac122bd4f6e时,小车如何运动.

 

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两颗人造地球卫星,都在圆形轨道上运行,质量之比为mAmB=1∶2,,轨道半径之比rArB=1:2,求它们的

(1)线速度之比vAvB   (2)角速度之比6ec8aac122bd4f6eA6ec8aac122bd4f6eB

(3)周期之比TATB    (4)向心加速度之比aAaB

 

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(1)“研究平抛物体的运动”实验的装置如图所示,在实验前应(     )

说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.将斜槽的末端切线调成水平

B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行

C.小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放

D. 在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动

的起点和所建坐标系的原点

(2).在“研究平抛物体的运动”实验中,某同学记录了A、B、C三点,取A点为坐标原点,建立了如图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度为              ,小球抛出点的坐标为            。(取6ec8aac122bd4f6e)

 

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火星的半径是地球半径的一半,其质量是地球质量的1/9,一宇航员的质量是72kg,则他在火星上所受的重力为______N。(地球表面的重力加速度取10m/s2

 

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