题目内容
2．2010年上海世博会上，拉脱维亚馆的风洞飞行表演令参观者大开眼界．如图（a）所示，圆柱体形状的风洞底部产生风速、风量保持不变的竖直向上的气流，表演者在风洞内通过身姿调整可改变所受向上的风力大小，以获得不同的运动效果．假设人体受风力大小与有效面积成正比，水平横躺时受风力有效面积最大．当人体与竖直方向成一定角度倾斜使受风力有效面积为最大值的一半时，恰好可以静止或匀速运动．已知表演者质量60kg，重力加速度g=10m/s2，无风力时不计空气阻力．
（1）表演者以水平横躺的姿势通过挂钩与轻绳连接悬停在距风洞底部高度h=3.6m处，某时刻释放挂钩，表演者保持姿势不变自由下落．为保证表演者不触及风洞底部，求从开始下落至开始风力的最长间隔时间．
（2）某次表演中，表演者从风洞最底端变换不同姿态上升过程的V-t图象如图（b）所示，估算0-3s过程风力对表演者所做的功．
分析 （1）表演者先做自由落体运动，启动风力后匀减速运动，根据牛顿第二定律和位移公式可求出最大时间${t}_{m}^{\;}$
（2）根据v-t图象的面积求出上升的最大高度，再根据动能定理求出风力对表演者所做的功．
解答 解：（1）由题意可知，表演者静止时所受风力，${F}_{1}^{\;}=mg=600N$
水平横躺时风力最大${F}_{m}^{\;}=2{F}_{1}^{\;}=1200N$
表演者开始下落时做自由落体运动，设${t}_{1}^{\;}$时刻开启风力，表演者做匀减速运动，根据牛顿第二定律有${F}_{m}^{\;}-mg=ma$
解得$a=10m/{s}_{\;}^{2}$
当表演者落至风洞底部时速度恰好为零，此过程间隔时间最长．
加速过程：$h=\frac{1}{2}g{t}_{\;}^{2}$ v=gt
减速过程：${h}_{\;}^{′}=\frac{{v}_{\;}^{2}}{2a}$
h+h′=3.6m
解得：t=0.6s
（2）由图象可求得面积约为37格，
故此过程上升的高度为h=37×0.5×0.25=4.625m
末速度v=2m/s
上升过程，由动能定理得：$W-mgh=\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}-0$
解得：W=2895J
答：（1）求从开始下落至开始风力的最长间隔时间0.6s．
（2）估算0-3s过程风力对表演者所做的功2895J
点评 解答本题的关键是认真审题，理清运动的情景，分析运动过程的受力情况和运动情况，选择合适的规律求解，充分利用图象的信息也是本题的关键．
练习册系列答案
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如图所示，有一与液面成45°角的光线从透明液体射向空中，光源距离液面高度为1m，离开该液体表面的光线与液面的夹角为30°．试求：
10．下列说法正确的是（ ）
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| D． | 分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子最大初动能较大 | |
| E． | 铀核裂变的核反应为${\;}_{92}^{235}$U→${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$Kr+2${\;}_{0}^{1}$n |
17．
如图所示，A为巨磁电阻，当它周围的磁场增强时，其阻值增大；C为电容器．在S闭合后，当有磁铁靠近A时，下列说法正确的有（ ）
如图所示，A为巨磁电阻，当它周围的磁场增强时，其阻值增大；C为电容器．在S闭合后，当有磁铁靠近A时，下列说法正确的有（ ）| A． | 电流表的示数减小 | B． | 电容器C的电荷量增大 | ||
| C． | 电压表的示数变大 | D． | 电源内阻消耗的功率变大 |
7．在物理学发展史上，许多科学家通过恰当地运用科学研究方法，超越了当时研究条件的局限性，取得了辉煌的研究成果，下列表述符合物理学史实的是（ ）
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| D． | 伽利略在研究自由落体运动时，巧妙的利用斜面“冲淡”了重力，得出所有物体下落时的加速度相同的结论 |
14．
如图所示，一半径为R的圆形光滑轨道固定在竖直平面内，圆心为O，AD与BC分别为水平直径与竖直直径．一质量为m的滑块套在轨道上并置于B点，轻弹簧一端通过铰链与滑块相连，另一端固定于P点，PB=R，轻弹簧原长为2R．滑块受到扰动后（初速度很小，可不计）沿圆形轨道BDCA运动，重力加速度取g，弹簧始终在弹性限度内，下列判断正确的是（ ）
如图所示，一半径为R的圆形光滑轨道固定在竖直平面内，圆心为O，AD与BC分别为水平直径与竖直直径．一质量为m的滑块套在轨道上并置于B点，轻弹簧一端通过铰链与滑块相连，另一端固定于P点，PB=R，轻弹簧原长为2R．滑块受到扰动后（初速度很小，可不计）沿圆形轨道BDCA运动，重力加速度取g，弹簧始终在弹性限度内，下列判断正确的是（ ）| A． | 滑块在运动过程中机械能守恒 | |
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| C． | 滑块经过D点时合力一定为零，速率最大 | |
| D． | 滑块经过D、A点时速率一定相等 |
11．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（ ）
| A． | 伽利略发现了单摆的等时性，并给出了单摆的周期公式 | |
| B． | 牛顿根据斜面理想实验，提出力是维持物体运动的原因 | |
| C． | 麦克斯韦根据电磁场理论，提出了光是一种电磁波 | |
| D． | 卢瑟福通过“α粒子散射实验”的研究，发现了原子核是由质子和中子组成的 |