如图甲所示为某水上乐园的“彩虹通道”游乐项目。当小美从滑道的顶端静止开始滑下,沿滑道ABCD运动过程可以简化为如图乙所示(各段滑道之间顺滑连接,即通过连接点前后的速度大小不变)。已知斜面AB长为20m,与水平面成θ=53°,斜面BC长为2.8m,水平面的夹角为α=37°,小美与滑道AB、BC表面的动摩擦因数为0.5(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8;sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:
(1)小美沿滑道AB段下滑时的加速度大小;
(2)小美从滑道的顶端静止开始沿滑道ABC至C点时速度的大小;
(3)在滑道末端的水平减速滑道CD长为12m,CD段可以通过改变滑道内水的深度来改变阻力系数k(k为阻力与重力之比)。人若受到大于其自身重力2倍的阻力时,身体会有不适感、会不安全。为保证安全需要,且不能冲出CD轨道,求减速滑道阻力系数k的取值范围。
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如图甲所示为某水上乐园的“彩虹通道”游乐项目。当小美从滑道的顶端静止开始滑下,沿滑道ABCD运动过程可以简化为如图乙所示(各段滑道之间顺滑连接,即通过连接点前后的速度大小不变)。已知斜面AB长为20m,与水平面成θ=53°,斜面BC长为2.8m,水平面的夹角为α=37°,小美与滑道AB、BC表面的动摩擦因数为0.5(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8;sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:
(1)小美沿滑道AB段下滑时的加速度大小;
(2)小美从滑道的顶端静止开始沿滑道ABC至C点时速度的大小;
(3)在滑道末端的水平减速滑道CD长为12m,CD段可以通过改变滑道内水的深度来改变阻力系数k(k为阻力与重力之比)。人若受到大于其自身重力2倍的阻力时,身体会有不适感、会不安全。为保证安全需要,且不能冲出CD轨道,求减速滑道阻力系数k的取值范围。
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如图所示,游乐园的游戏项目——旋转飞椅,飞椅从静止开始缓慢转动,经过一小段时间,坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动。整个装置可以简化为如图所示的模型。忽略转动中的空气阻力。设细绳与竖直方向的夹角为,则
A. 飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用
B. 角越大,小球的向心加速度就越大
C. 只要线速度足够大,角可以达到
D. 飞椅运动的周期随着角的増大而增大
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如图所示,游乐园的游戏项目——旋转飞椅,飞椅从静止开始缓慢转动,经过一小段时间,坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动。整个装置可以简化为如图所示的模型。忽略转动中的空气阻力。设细绳与竖直方向的夹角为,则
A. 飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用
B. 角越大,小球的向心加速度就越大
C. 只要线速度足够大,角可以达到
D. 飞椅运动的周期随着角的増大而增大
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如图甲所示,“雪圈滑雪”是一种不受季节限制的四季游玩项目。我们可以将此情景简化为如图乙所示模型,图甲中倾斜滑道可视为斜面,且倾角θ=37°,水平滑道可视为水平面。人坐上雪圈从顶端A点由静止开始下滑,滑到斜面底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离,在C点停下来(斜坡滑道末端与水平滑道间是平滑连接的,速度大小不发生变化)。雪圈与两滑道间的动摩擦因数均为0.5,不计空气阻力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8 ,g=10m/s2)求:
(1)人和雪圈在倾斜滑道下滑时加速度a的大小;
(2)现测量A点距水平滑道高度为30m,人在水平滑道上滑行的距离x;
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如图所示,“冰雪游乐场”滑道O点的左边为水平滑道,右边为高度h=3.2m的曲面滑道,左右两边的滑道在O点平滑连接。小孩乘坐冰车由静止开始从滑道顶端出发,经过O点后与处于静止状态的家长所坐的冰车发生碰撞,碰撞后小孩及其冰车恰好停止运动。已知小孩和冰车的总质量m=30kg,家长和冰车的总质量为M= 60kg,人与冰车均可视为质点,不计一切摩擦阻力,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小孩乘坐冰车经过O点时的速度大小;
(2)碰撞后家长和冰车共同运动的速度大小;
(3)碰撞过程中小孩和家长(包括各自冰车)组成的系统损失的机械能。
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如图所示,“冰雪游乐场”滑道O点的左边为水平滑道,右边为高度h=3.2m的曲面滑道,左右两边的滑道在O点平滑连接。小孩乘坐冰车由静止开始从滑道顶端出发,经过O点后与处于静止状态的家长所坐的冰车发生碰撞,碰撞后小孩及其冰车恰好停止运动。已知小孩和冰车的总质量m=30kg,家长和冰车的总质量为M=60kg,人与冰车均可视为质点,不计一切摩擦阻力,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小孩乘坐冰车经过O点时的速度大小;
(2)碰撞后家长和冰车共同运动的速度大小;
(3)碰撞过程中小孩和家长(包括各自冰车)组成的系统损失的机械能。
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某电视台拟推出一个水上娱乐节目,体验者乘坐滑水车运动过程可以简化为如下模型.如图所示,滑水车从倾角为θ=53°的长直轨道AC上的B点由静止开始下滑,到达C点后进入弧形的涉水轨道CDEF,其中CDE是半径为R=5m,圆心角为106°的圆弧,EF为半径为R=5m,圆心角为53°的圆弧,此时滑水车刚好能到达F点.已知滑水车与体验者的总质量为60kg,B点到C点的距离为L0=4m,滑水车与轨道AC间存在摩擦,涉水轨道CDEF可视为光滑轨道,不计滑水车受到的其他阻力作用,( )则
(1)求滑水车经过CDE轨道时对D点的压力;
(2)求滑水车与轨道AC间的动摩擦因数μ;
(3)若要使得滑水车能在F点水平抛出,求滑水车在AC上的释放点B′到C的距离L′的范围。
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滑沙是人们喜爱的游乐活动,如图是滑沙场地的一段斜面,其倾角为30°,设参加活动的人和滑车总质量为m,人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑,加速度为0.3g,人和滑车可视为质点,则从顶端向下滑到底端B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
B. 人和滑车获得的动能为0.6mgh
C. 整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为mgh
D. 人和滑车克服摩擦力做功为0.4mgh
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滑沙是人们喜爱的游乐活动,如图是滑沙场地的一段斜面,其倾角为30°,设参加活动的人和滑车总质量为m,人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑,加速度为0.3g,人和滑车可视为质点,则从顶端向下滑到底端B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
B. 人和滑车获得的动能为0.6mgh
C. 整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为mgh
D. 人和滑车克服摩擦力做功为0.4mgh
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“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目,其运动经过简化可以看成圆锥摆模型。如图所示,质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动,长为L的悬线与竖直方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度取g,下列说法正确的是( )
A. 小球受重力、拉力和向心力的作用
B. 悬线对小球的拉力
C. 小球运动的角速度
D. 保持角速度不变,增大小球质量,则夹角将减小
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