题目内容
【题目】2014年2月8日第22届冬季奥林匹克运动会在俄罗斯联邦索契市胜利开幕,设一个质量m=50kg的跳台花样滑雪运动员(可看成质点),从静止开始沿斜面雪道从A点滑下,沿切线从B点进入半径R=15m的光滑竖直冰面圆轨道BPC,通过轨道最高点C水平飞出,经t=2s落到斜面雪道上的D点,其速度方向与斜面垂直,斜面与水平面的夹角=37°,运动员与雪道之间的动摩擦因数=0.075,不计空气阻力,取当地的重力加速度g=l0m/s2,( sin37°=0.60,cos37°=0.80)。试求:
(1)运动员运动到C点时的速度大小VC;
(2)运动员在圆轨道最低点P受到轨道支持力的大小FN;
(3)A点离过P点的水平地面的高度h;
【答案】(1)15m/s(2)3250N(3)45.5m
【解析】(1)运动员从C点到D点做平抛运动,在D点对速度进行分解,
根据运动的分解得:得: ,代入数据解得
(2)设运动员运动到P点时的速度大小为,根据机械能守恒定律得: ,
根据牛顿第二定律得,联立解得
(3)根据动能定理研究从A点到P点有
联立解得:
【题目】某兴趣小组设计了一个寻求碰撞前后不变量的实验。实验器材有:打点计时器、低压交流电源(f=50Hz)、纸带、刻度尺、表面光滑的平直金属轨道、带撞针的小车甲、带橡皮泥的小车乙、天平。
该小组实验的主要步骤有:
A用天平测出甲的质量m甲=0.50kg,乙的质量m乙=0.25kg
B.更换纸带重复操作三次
C.接通电源,并给甲车一定的初速度v甲
D.将平直轨道放在水平桌面上,在其一端固定打点计时器,连接电源
E.将小车甲靠近打点计时器放置,在车后固定纸带,将小车乙静止地放在平直轨道中间位置
(1)上述实验步骤合理的顺序为A_________,(补充完整)
(2)从打下的纸带中,选取比较理想的一条,如下图所示,请补充完成下表(均保留两位有效数字)
甲车 | 乙车 | 甲乙整体 | |
m/kg | 0.50 | 0.25 | 0.75 |
v/(m/s) | 3.0 | 0 | ______ |
6.0 | 0 | 2.7 | |
mv | 1.5 | 0 | ______ |
mv2 | 4.5 | 0 | 3.0 |
(3)根据以上数据寻找出碰撞前后不变量的表达式为_____________________.