题目内容
4.飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态,即飞行员对座位的压力大于他所受的重力,这种现象也叫过荷.过荷会造成飞行员大脑缺血,四肢沉重.过荷过大时,飞行员还会暂时失明,甚至晕厥.飞行员可以通过加强训练来提高自己的抗荷能力.如图所示是训练飞行员用的一种离心试验器,当试验器转动时,被训练人员根据测试要求,在试验舱内内可取坐、卧等不同姿势,一测试离心作用对飞行员产生的影响.离心试验器转动时,被测试者做匀速圆周运动.现观察到图中的直线AB(即垂直于座位的直线)与水平杆成30°角,被测试者到转动轴轴线的距离为R,那么:(1)被测试者对座位的压力是他所受重力的多少倍?
(2)向心加速度多大?
(3)试验器的转速n是多大?
分析 (1)被测验者做匀速圆周运动,合外力提供向心力,对被测验者进行受力分析,根据竖直方向合外力为零列式即可求解.
(2)根据牛顿第二定律求解;
(3)根据向心加速度公式求解.
解答 解:(1)被测验者做匀速圆周运动,合外力提供向心力,被测验者受到重力和座椅支持力,其竖直方向合力为零,则有:
FNsin30°=mg
可得 FN=2mg
由牛顿第三定律得,人对座位的压力为:F′N=2mg
(2)根据牛顿第二定律得:$\frac{mg}{tan30°}=ma$
解得:a=$10\sqrt{3}m/{s}^{2}$
(3)根据a=(2πn)2R
解得:n=$\sqrt{\frac{10\sqrt{3}}{4{π}^{2}R}}$
答:(1)被测试者对座位的压力是他所受重力的2倍;
(2)向心加速度为$10\sqrt{3}m/{s}^{2}$
(3)试验器的转速n为$\sqrt{\frac{10\sqrt{3}}{4{π}^{2}R}}$.
点评 本题要要求同学们知道被测验者做匀速圆周运动,合外力提供向心力,而向心力方向是水平的,竖直方向合力为零.
练习册系列答案
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16.由于某种原因,人造地球卫星的轨道半径减小了,那么,卫星的( )
| A. | 速率变小,周期变大 | B. | 速率变大,周期变大 | ||
| C. | 速率变大,周期变小 | D. | 速率变小,周期变小 |
15.
质量为M的皮带轮工件放置在水平桌面上.一细绳绕过皮带轮的皮带槽,一端系一质量为m的重物,另一端固定在桌面上.如图所示,工件与桌面、绳之间以及绳与桌子边缘之间的摩擦都忽略不计,则重物下落过程中,工件的加速度为( )
| A. | $\frac{mg}{2M}$ | B. | $\frac{mg}{M+m}$ | C. | $\frac{2mg}{M+4m}$ | D. | $\frac{2mg}{M+2m}$ |
9.
如图,有一木块沿光滑的固定斜面下滑,不计空气阻力,下列有关木块受力的说法中正确的是( )
| A. | 木块只受重力和斜面对它的支持力的作用 | |
| B. | 木块受重力、斜面对它的支持力和下滑力作用 | |
| C. | 物体所受重力在垂直斜面方向上的分力就是物体对斜面的压力 | |
| D. | 使物体沿斜面下滑的力实际上是重力沿斜面方向的分力,也即重力和斜面对木块支持力的合力 |
16.
如图所示,置于足够长斜劈上的盒子A内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁接触,斜劈上表面光滑静置于粗糙水平地面上.一轻质弹簧的一端与固定在斜劈上的木板P拴接,另一端与A相连.今用外力推A使弹簧处于压缩状态,然后由静止释放盒子,释放盒子前后斜劈始终相对于地面处于静止状态( )
| A. | 弹簧恢复原长时AB速度最大 | |
| B. | 弹簧恢复原长时B对A的作用力为0 | |
| C. | AB沿斜面向上运动的过程中地面对斜劈的支持力不断变小 | |
| D. | AB沿斜面向上运动的过程中地面对斜劈的摩擦力始终向左 |
13.
如图所示,圆形线圈垂直放在匀强磁场里,第1秒内磁场方向指向纸里,如图(乙).若磁感应强度大小随时间变化的关系如图(甲),那么,下面关于线圈中感应电流的说法正确的是( )
| A. | 在第1秒内感应电流增大,电流方向为逆时针 | |
| B. | 在第2秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针 | |
| C. | 在第3秒内感应电流大小不变,电流方向为逆时针 | |
| D. | 在第4秒内感应电流大小不变,电流方向为逆时针 |
14.下列关于多普勒效应的说法中正确的是( )
| A. | 发生多普勒效应时,波源的频率变化了 | |
| B. | 发生多普勒效应时,观察者接受的频率发生了变化 | |
| C. | 向你驶来的汽车发出的汽笛声特别刺耳,这就是多普勒效应 | |
| D. | 不仅机械波有多普勒效应,其他波也都有此效应 |