如图甲所示,上海热带风暴水上乐园有个娱乐项目“音速飞龙”,它有两条高速滑道,下滑起伏共有3层,人可以仰卧下滑。图乙为其轨道侧视图,质量为60kg的人从A处静止下滑,经BCDEF最终停在G处。已知AB、BC、CD、DE、EF都是半径为12m的圆弧,其对应的圆心角均为60°,FG段水平。人滑到F点时速度为20m/s,取g=10m/s2,求:
(1)人刚滑到圆弧末端F点时对滑道压力的大小;
(2)在AF段滑动过程中人克服阻力做的功。
高二物理解答题中等难度题
如图甲所示,上海热带风暴水上乐园有个娱乐项目“音速飞龙”,它有两条高速滑道,下滑起伏共有3层,人可以仰卧下滑。图乙为其轨道侧视图,质量为60kg的人从A处静止下滑,经BCDEF最终停在G处。已知AB、BC、CD、DE、EF都是半径为12m的圆弧,其对应的圆心角均为60°,FG段水平。人滑到F点时速度为20m/s,取g=10m/s2,求:
(1)人刚滑到圆弧末端F点时对滑道压力的大小;
(2)在AF段滑动过程中人克服阻力做的功。
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图为儿重游乐园中一种滑道的示意图,滑道最高点A与最低点B之间的高度差为h=45m。一个质量m=20kg的小孩(视为质点)沿左边的台阶登上滑道顶端,再从A点由静止开始沿滑道下滑。如果小孩在滑道上的AB段滑行时,受到的阻力忽略不计,重力加速度g=10m/s2。
(1)小孩沿左边的台阶向上登高的过程中,小孩的重力势能怎样变化?
(2)求小孩从A点滑到B点的过程中,重力所做的功:
(3)求小孩经过B点时的速度大小。
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我国将于年举办冬奥运会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,如图所示,质量的运动员从长直轨道的处由静止开始以加速度匀加速下滑,到达助滑道末端时速度, 与的竖直高度差.为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点处附近是一段以为圆心的圆弧,助滑道末端与滑道最低点的高度差,运动员在、间运动时阻力做功,取.
(1)求运动员在段下滑时受到阻力的大小;
(2)若运动员能承受的最大压力为其所受重力的倍,则点所在圆弧的半径至少应为多大.
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长沙市某游乐场有高山坡滑草这项游乐项目:高山两侧是坡度不同的滑道,游客坐在滑草板上从顶端滑到水平地面,体验极速的刺激。如图所示,若两名质量相同的游客同时 从顶端分别沿两侧滑面从静止开始下滑,若不考虑滑道的摩擦,则
A. 两人到达斜面底端时的速度相同
B. 两人下滑过程中重力的冲量相同
C. 两人下滑过程中合外力的冲量相同
D. 两人下滑过程中动量变化量的大小相同
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我国将于2022年举办冬奥运会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,如图所示,质量m=60kg的运动员从长直轨道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速下滑,到达助滑道末端B时速度vB=24m/s,A与B的竖直高度差H=48m.为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧,助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=﹣1530J,取g=10m/s2.
(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小;
(2)若运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大.
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小明同学在上海迪士尼乐园体验了超刺激的游戏项目“创极速光轮”后,对“过山车”类型的轨道运动充满了兴趣。为此他自己利用器材设计拼接了一条轨道,如图所示,ABC为一条水平轨道,BC段长度为20cm,斜直轨道CD段长度15cm,与水平面夹角θ=370,BC段与CD段在C点平滑连接,竖直圆弧轨道DEF的圆心为O1,半径R1=10cm,圆轨道与CD相切于D点,E为圆弧轨道的最高点,半径O1F水平,FG段为竖直轨道,与1/4圆轨道GH相切于G点,圆形轨道GH圆心为O2,半径R2=4cm,G、O2、D在同一水平线上,水平轨道HK长度为40cm,HK与CD轨道错开。在AB段的A端固定一轻质弹簧,弹簧自然伸长时刚好位于B端,现在B端放置一个小环(可视为质点)但不栓接,小环的质量为m=0.01kg,现推动小环压缩弹簧d后释放,小环恰好能运动到D点。已知小环只在轨道BC、CD、HK上受到摩擦力,动摩擦因数μ=0.5,弹簧弹性势能与弹簧弹性形变量的二次方成正比。不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.则:
(1)求小环在B点的速度大小v;
(2)某次实验,弹簧压缩量为2d,求小环在E处对轨道的压力;
(3)小环能否停在HK上?若能,求出弹簧压缩量的取值范围;若不能,请说明理由。
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如图所示为水上滑梯的简化模型:倾角θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水面的高度H=7m,BC长d=2m,端点C距水面的高度h=1m。质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1。已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,运动员在运动过程中可视为质点,g取10 m/s2。求:
(1)运动员从A滑到B所需的时间t;
(2)运动员到达C点时的速度大小VC;
(3)保持水平滑道端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′ 位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道B′C′距水面的高度h′.
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水上滑梯可简化成如图所示的模型,倾角为斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水平的高度,BC长,端点C距水面的高度,一质量的运动员从滑道起点A点无初速度地自由滑下,落水点距端点C的水平距离,运动员与AB、BC动摩擦因数均相同,已知,,重力加速度,求:
(1)运动员到达C点时速度的大小;
(2)运动员与滑道的动摩擦因数。
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水上滑梯可简化成如图所示的模型,倾角为斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水平的高度,BC长,端点C距水面的高度,一质量的运动员从滑道起点A点无初速度地自由滑下,落水点距端点C的水平距离,运动员与AB、BC动摩擦因数均相同,已知,,重力加速度,求:
(1)运动员到达C点时速度的大小;
(2)运动员与滑道的动摩擦因数。
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水上滑梯可简化成如图所示的模型:倾角为θ=37°的倾斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水面的高度H=7.0m,BC的长度d=2.0m,端点C距水面的高度h=1.0m。一质量m=50kg的运动员从滑道起点A无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1(取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6,运动员可视为质点)
(1)求运动员沿AB下滑时的加速度的大小a;
(2)求运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W和到达C点时速度的大小vc;
(3)保持水平滑道左端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道距水面的高度.
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