题目内容
13.(1)运动员到达第一过渡区CD的最低点时受到的支持力FN;
(2)运动员到达F点正上方时离地面的高度h;
(3)运动员落到着陆坡时的速度大小v1.
分析 (1)运动员从B到过渡区CD最低点的过程,由机械能守恒定律求出到最低点的速度,在最低点,由牛顿第二定律求支持力.
(2)对从B到F点正上方的过程,运用机械能守恒定律列方程,求解h.
(3)从F点正上方到着陆坡运动员做平抛运动,由水平分位移和竖直分位移的关系列式,求出时间,再得到运动员落到着陆坡时的速度.
解答 解:(1)运动员从B到过渡区CD最低点的过程,由机械能守恒定律得:
mghB=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
在过渡区CD的最低点,由牛顿第二定律得:
FN-mg=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{R}$
联立解得:FN=mg(1+$\frac{2{h}_{B}}{R}$)=1400N
(2)从B到F点正上方的过程,运用机械能守恒定律得:
mg(hB-h)=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得:h=hB-$\frac{{v}^{2}}{2g}$=7.6m
(3)从F点正上方到着陆坡运动员做平抛运动,则有:
x=vt
y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
又有 xtan37°+(h-hF)=y
即有:vttan37°+(h-hF)=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
代入得:4×t×$\frac{3}{4}$+(7.6-4)=5t2,
解得:t=1.2s(另一负值舍去)
则运动员落到着陆坡时的速度大小为:v1=$\sqrt{{v}^{2}+(gt)^{2}}$=4$\sqrt{10}$m/s
答:(1)运动员到达第一过渡区CD的最低点时受到的支持力FN是1400N
(2)运动员到达F点正上方时离地面的高度h是7.6m;
(3)运动员落到着陆坡时的速度大小v1是4$\sqrt{10}$m/s.
点评 机械能守恒定律常常要综合平抛或牛顿第二定律进行考查,在做题时要注意明确运动的过程,正确选择物理规律求解.对于运动员落在斜坡上的过程,关键要明确两个分位移之间的关系.
| A. | 重力的方向总是垂直地面向下 | |
| B. | 重力可以用弹簧测力计测量 | |
| C. | 物体在地球任何地方重力大小都相等 | |
| D. | 挂在绳子上静止的物体,它受到的重力就是绳子对它的拉力 |
| A. | 5 L | B. | 20 L | C. | 15 L | D. | 10 L |
| A. | 亚里士多德通过理想实验法得出“力是维持物体运动”的结论 | |
| B. | 伽利略认为若没有外力作用物体会保持静止和匀速直线运动 | |
| C. | 笛卡尔认为若没有外力作用物体会做匀速直线运动 | |
| D. | 牛顿认为一切物体总保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力改变这种状态为止 |
| A. | 滑动前m1与m2的角速度之比ω1:ω2=3:1 | |
| B. | 滑动前m1与m2的向心加速度之比a1:a2=1:3 | |
| C. | 随转速慢慢增加,m1先开始滑动 | |
| D. | 随转速慢慢增加,m2先开始滑动 |
| A. | 牛顿 | B. | 伽利略 | C. | 惠更新 | D. | 马尔西 |