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滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的...

滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的气垫,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦.然而当滑雪板相对雪地速度较小时,与雪地接触时间超过某一值就会陷下去,使得它们间的摩擦力增大.假设滑雪者的速度超过4m/s时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=025变为μ2=0125.一滑雪者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底BB处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地,最后停在C处,如图所示,不计空气阻力,坡长L=26m,取g=10m/s2sin37°=06cos37°=08,求:

1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间;

2)滑雪者到达B处的速度;

3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离。

 

(1)1s(2)16m/s(3)99.2m 【解析】试题分析:(1)设滑雪者质量为m,滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v1=4m/s期间,由牛顿第二定律有:mgsin37°-μ1mgcos37°=ma1 解得:a1=4m/s2 故由静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间: (2)则根据牛顿定律和运动学公式有:x1=a1t2 mgsin37°-μ2mgcos37°=ma2 x2=L-x1 vB2-v12=2a2x2 代入数据解得:vB=16m/s (3)设滑雪者速度由vB=16m/s减速到v1=4m/s期间运动的位移为x3,速度由v1=4m/s减速到零期间运动的位移为x4,则由动能定理有:−μ2mgx3=mv12−mvB2−μ1mgx4=0−mv12 所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为:x=x3+x4=99.2m. 考点:牛顿第二定律;动能定理  
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考点分析:
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光滑管状轨道ABC由直轨道AB和圆弧形轨道BC组成,二者在B处相切并平滑连接,O为圆心,O、A在同一条水平线上,OC竖直一直径略小于圆管直径的质量为m的小球,用细线穿过管道与质量为M的物块连接,将小球由A点静止释放,当小球运动到B处时细线断裂,小球继续运动已知弧形轨道的半径为R=m,所对应的圆心角为53°,sin53°=08,g=10m/s2

(1)若M=5m,求小球在直轨道部分运动时的加速度大小

(2)若M=5m,求小球从C点抛出后下落高度h=m时到C点的水平位移

(3)M、m满足什么关系时,小球能够运动到C点?

 

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如图所示,一质量M=3kg的足够长的小车停在光滑水平地面上,另一木块m=1kg,以v0=4m/s的速度冲上小车,木块与小车间动摩擦因数=03g=10m/s2,求经过时间t=20s时:

1)小车的速度大小v

2)以上过程中,小车运动的距离x

3)以上过程中,木块与小车由于摩擦而产生的内能Q

 

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2岁女童突然从10楼坠落,在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去用双手接住了孩子,吴菊萍双臂骨折,受伤较重,被网友称为最美妈妈。如右图所示,设坠楼女童的质量m10kg,从离地高H285m的阳台无初速掉下,下落过程中女童所受空气阻力大小约为自身重力的04倍;在女童开始掉下瞬间,吴菊萍即刻从静止开始匀加速直线奔跑水平距离s9m到达女童坠落点,随即张开双臂在距离地面高h15m处接住女童,经缓冲使女童到达地面时的速度恰好为零。若缓冲过程中的空气阻力可不计,重力加速度g10m/s2,试求:

1)女童在被接住前的坠落时间;

2)吴菊萍跑到女童坠落点时的速度大小;

3)在缓冲过程中,吴菊萍双臂所承受的平均作用力大小。

 

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某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中,先后通过光电门AB,计时装置测出钢球通过AB的时间分别为tAtB.用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度.测出两光电门间的距离为h,钢球直径为D,当地的重力加速度为g

1)用20分度的游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示,钢球直径为D=   cm

2)要验证机械能守恒,只要比较  

Agh是否相等

B2gh是否相等

Cgh是否相等

D2gh是否相等

3)钢球通过光电门的平均速度       (选填“>”“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差      (选填不能)通过增加实验次数减小.

 

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某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,下图甲为实验装置简图,电源交流电的频率为50 Hz

1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小a =     m/s2。(结果保留两位有效数字)

2)保持砂和小砂桶的总质量不变, 改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的倒数,数据如下表所示:

实验次数
 

1
 

2
 

3
 

4
 

5
 

6
 

7
 

8
 

加速度a/m·s2
 

190
 

172
 

149
 

125
 

100
 

075
 

050
 

030
 

质量m/kg
 

025
 

029
 

033
 

040
 

050
 

071
 

100
 

167
 

质量倒数/kg1
 

400
 

345
 

303
 

250
 

200
 

141
 

100
 

060
 

 

试在丙中绘制出a图线,并根据图线写出a之间的关系式:                       

3)若保持小车质量不变,改变砂和小砂桶的总质量,该同学根据实验数据作出了如图丁所示的加速度a随合力F的变化图线,则该图线不通过原点O的主要原因是:               

 

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