题目内容

19.摄制组在某大楼边拍摄武打片,要求特技演员从地面飞到屋顶.为此导演在某房顶离地H=8m处架设了轮轴,如图所示,轮和轴的直径之比为3:1,特技演员的质量m=60kg,若轨道车从图中A前进s=6m到B处时速度为v=5m/s,人和车可视为质点,轮轴的质量不计,轮轴的大小相对于H可忽略,g取10m/s2.则这一过程中(  )
A.演员上升的高度h=2mB.演员上升的高度h=6m
C.演员的速度变化量是9m/sD.钢丝对演员做的功W=3870 J

分析 利用几何关系求出演员上升的距离,根据轮和轴的具有相同的角速度,求出演员上升的距离.根据速度的分解求出钢丝的速度和轨道车的速度的关系.运用动能定理研究求钢丝对演员做的功.

解答 解:A、由图可知,在这一过程中,连接轨道车的钢丝上升的距离为:
   h0=$\sqrt{{s}^{2}+{H}^{2}}$-H=2m
轮和轴的直径之比为3:1.所以演员上升的距离为 h=3×2m=6m.故A错误,B正确.
C、设轨道车在B时细线与水平方向之间的夹角为θ,将此时轨道车的速度分解,此时钢丝的
   v丝=vcosθ=v•$\frac{s}{\sqrt{{s}^{2}+{H}^{2}}}$=5×$\frac{6}{10}$=3m/s,由于轮和轴的角速度相同,则其线速度之比等于半径(直径)之比为3:1,则演员的速度为 v人=3v丝=9m/s.故C正确.
D、对演员,根据动能定理得:W-mgh=$\frac{1}{2}m{v}_{人}^{2}$,解得钢丝对演员做的功 W=6030J,故D错误.
故选:BC

点评 解决本题要注意:1、轮和轴的角速度相同,根据轮和轴的直径之比知道线速度关系.2、掌握速度分解找出分速度和合速度的关系.

练习册系列答案
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11.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中:
(1)若应用公式v=gt计算瞬时速度进行验证,打点计时器所接交流电的频率为50Hz,甲、乙两条实验纸带如图所示,应选甲纸带好.

(2)利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h,某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案.
A、用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
B、用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v.
C、根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度,并通过h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$计算出高度h.
D、用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.
以上方案中只有一种正确,正确的是D.(填入相应的字母)

(3)如图所示的是在“验证机械能守恒定律”的实验中所选取的一条纸带,其中O为起始点,A、B、C为某三个连续的点迹,已知重锤质量为m=1.00kg,打点时间间隔T=0.02S,最小刻度为mm的直尺量的OA=15.55cm,OB=19.20cm,OC=23.23cm,根据上述数据,当纸带打到B点时,重锤的重力势能减少量为1.88J,动能的增加量为1.84J.g取9.8m/s2(结果保留三位有效小数)

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