题目内容
12．某游乐场有一种大型游乐设施-跳楼机，参加游戏的游客被安全带固定在跳楼机的座椅上，提升到离地高度60m处，然后由静止释放，开始下落过程可认为自由落体运动，下落2s后，游客和座椅整体受到一竖直向上的恒定阻力而做匀减速运动，且落地时速度恰好为零．已知游客和座椅总质量为2000kg，重力加速度g=10m/s2．求：（1）下落过程中最大速度；
（2）该恒定阻力的大小．
分析 （1）游客和座椅在下落的前2s内做自由落体运动，然后做匀减速运动，可知在t=2s时速度最大，由速度公式求解．
（2）根据自由下落的时间求出自由下落的高度，可得到匀减速运动的位移．根据速度位移公式求出匀减速运动的加速度，根据牛顿第二定律，结合匀减速运动的加速度求出阻力的大小．
解答 解：（1）游客和座椅在下落的前2s内做自由落体运动，然后做匀减速运动，所以在t=2s时速度最大，为：
vm=gt=20m/s
（2）设游客和座椅在2s内下落的高度为h，则 h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=20m，
做匀减速运动的位移为：x=H-h=60m-20m=40m
设匀减速运动的加速度为a，根据匀变速直线运动的规律得：0-${v}_{m}^{2}$=2ax，
得：a=-5m/s2；
根据牛顿第二定律得：mg-f=ma
可得：f=m（g-a）=3×104N
答：（1）下落过程中最大速度是20m/s；
（2）该恒定阻力的大小是3×104N．
点评 解决本题的关键理清游客在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．
练习册系列答案
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如图所示，光滑的竖直圆轨道半径为R，其最低点A处有一小球处于静止状态．现对小球施加一恒力F，其方向始终水平向右，使小球沿圆周轨道运动$\frac{1}{4}$圆周到达B点，在B点时立即撤去F，结果小球恰好能够通过最高点C作完整的圆周运动．以后，每当小球运动到A点，水平恒力F便会重新出现，作用于小球上，直至小球运动到B点，便立即撤去F，已知小球质量为m，重力加速度为g，求：
如图所示，人重300N，物体重200N，地面粗糙，当人用100N的方向向下拉绳子时，人和物体均处于静止状态，求：
7．
如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30°的固定粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下，那么物块向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30°的固定粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下，那么物块向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）| A． | 物块的机械能一定增加 | |
| B． | 物块的机械能一定减小 | |
| C． | 物块的机械能可能不变 | |
| D． | 克服摩擦力做的功小于拉力F做的功 |
17．
如图所示，真空中带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距2r，则这两点电荷连线的中点O的强场多大（ ）
如图所示，真空中带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距2r，则这两点电荷连线的中点O的强场多大（ ）| A． | $\frac{2kQ}{{r}^{2}}$ | B． | $\frac{4kQ}{{r}^{2}}$ | C． | $\frac{6kQ}{{r}^{2}}$ | D． | $\frac{8kQ}{{r}^{2}}$ |
如图所示，A、B是带同种电荷的小球，A球带电量QA=+4×10-8C，A固定在竖直放置的长的绝缘支杆上，B平衡于绝缘的倾角θ为30°的光滑斜面上时，恰与A等高，A、B的水平距离为L=90cm，若B的质量为$\sqrt{3}×1{0}^{-3}$kg，求：
19．
法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究．实验装置示意图如图所示，两块面积均为S的矩形金属板平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d．水流速度处处相同，大小为v，方向水平，金属板与水流方向平行．地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和开关S连接到两个金属板上，忽略边缘效应．则电阻R消耗的电功率为（ ）
法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究．实验装置示意图如图所示，两块面积均为S的矩形金属板平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d．水流速度处处相同，大小为v，方向水平，金属板与水流方向平行．地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和开关S连接到两个金属板上，忽略边缘效应．则电阻R消耗的电功率为（ ）| A． | $\frac{{B}^{2}{d}^{2}{v}^{2}}{R}$ | B． | $\frac{{B}^{2}{d}^{2}{v}^{2}S}{ρd+SR}$ | ||
| C． | $\frac{{B}^{2}{d}^{2}{v}^{2}{S}^{2}R}{（ρd+SR）^{2}}$ | D． | $\frac{{B}^{2}{d}^{4}{v}^{2}R}{（ρd+SR）^{2}}$ |
用弹测力计测定一个木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有如图所示两种装置．