题目内容

【题目】如图所示,甲、乙两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演。已知甲的质量M=80 kg,乙的质量m=40 kg,两人相距0.9 m,弹簧秤的示数为96 N,则下列判断正确的是(不计摩擦)

A. 两人的线速度大小相等,约为40 m/s

B. 两人的角速度相等,约为2 rad/s

C. 两人的运动半径相等,约为0.45 m

D. 两人的运动半径不相等,甲为0.3 m,乙为0.6 m

【答案】BD

【解析】弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力,
根据牛顿第二定律得:
由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,所以 ,而且:
代入数据可以得到:
将数据代入①得:
根据线速度 AC错误,BD正确。

练习册系列答案
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【题目】香港迪士尼游乐园入口旁有一喷泉,在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱,将站在冲浪板上的米老鼠模型托起,稳定地悬停在空中,伴随着音乐旋律,米老鼠模型能够上下运动,引人驻足,如所示。这一景观可做如下简化,假设水柱以一定的速度从喷口竖直向上喷出,水柱的流量为Q流量定义:在单位时间内向上通过水柱横截面的水的体积,设同一高度水柱横截面上各处水的速率都相同,冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积,保证所有水都能喷到冲浪板的底部。水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计,冲击冲浪板后,水在竖直方向的速度立即变为零,在水平方向朝四周均匀散开。已知米老鼠模型和冲浪板的总质量为M,水的密度为ρ,重力加速度大小为g,空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计。

1求喷泉单位时间内喷出的水的质量;

2由于水柱顶部的水与冲浪板相互作用的时间很短,因此在分析水对冲浪板的作用力时可忽略这部分水所受的重力。试计算米老鼠模型在空中悬停时,水到达冲浪板底部的速度大小;

3要使米老鼠模型在空中悬停的高度发生变化,需调整水泵对水做功的功率。水泵对水做功的功率定义为单位时间内从喷口喷出的水的动能。请根据第2问中的计算结果,推导冲浪板底部距离喷口的高度h与水泵对水做功的功率P0之间的关系式。

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