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在一次抗洪救灾工作中,一架直升机A用长H=50m的悬索(重力可忽略不计)系住一质...

在一次抗洪救灾工作中,一架直升机A用长H=50m的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m=50kg的被困人员B,直升机A和被困人员B的速度一起沿水平方向匀速运动,如图甲所示.某时刻开始收悬索将人吊起,在t=5s的时间内,AB之间的竖直距离以L=50-t2(单位:m)的规律变化,取 .

(1)求这段时间内悬索对人的拉力大小.

(2)求在5s末人的速度大小及该5s内人的位移大小.

(3)直升机在t=5s时停止收悬索,但发现仍然未脱离洪水围困区,为将被困人员B尽快运送到安全处,飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标,致使被困人员B在空中做圆周运动,如图乙所示.此时悬索与竖直方向成37°角,不计空气阻力,求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8

 

(1) 600 N. (2)7.5 m/s 625 N 【解析】(1)被困人员在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上被困人员的位移y=H-l=50-(50-t2)=t2,由此可知,被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度a=2 m/s2的匀加速直线运动 由牛顿第二定律可得F-mg=ma 解得悬索的拉力F=m(g+a)=600 N. (2)=H-y=25 m,旋转半径r=l′sin 37°,由m=mgtan 37° 解得v′= m/s 此时被困人员B的受力情况如图所示,由图可知 FTcos 37°=mg,解得FT= =625 N.  
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考点分析:
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如图所示,两根长度相同的轻绳(图中未画出),连接着相同的两个小球,让它们穿过光滑的杆在水平面内做匀速圆周运动,其中O为圆心,两段细绳在同一直线上,此时,两段绳子受到的拉力之比为多少?

 

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如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上.现用大小为40 N,与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).

(1)若水平面光滑,物体的加速度是多大?

(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体的加速度是多大?

 

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平抛物体的水平射程为10m,初速度为10m/s。试计算

(1)抛出点离地高度?

(2)落地瞬间的速度大小?

 

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由于当年实验条件的限制,伽利略无法直接对落体运动进行实验研究,但在今天我们可通过频闪照相的方式直接对自由落体进行研究.如图是某次实验拍摄的小球下落频闪照片的一部分,频闪间隔是s.不同时刻小球的位置和相邻两时刻小球位移已标注图中,单位是 cm,计算结果均保留三位有效数字.

(1)根据此照片可以判断小球做匀变速直线运动,请简要写出判断依据__________

(2)小球下落的加速度大小为__________m/s2

(3)小球在2.18 cm位置处的速度大小为________m/s.

 

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图甲是研究平抛运动的实验装置图.(

(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛________

(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为________m/s.

(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5 cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙,则该小球做平抛运动的初速度为________m/s;B点的竖直分速度为________m/s.

 

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