15.(8分)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内轨高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上行驶的速率。下表中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及Y与之相应的轨道的高度差h。
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弯道半径r (m) |
660 |
330 |
220 |
165 |
132 |
110 |
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内外轨高度h (m) |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
(1)根据表中数据,试导出h与r关系的表达式,并求出当r = 400m时,h的设计值。
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧面压力,又已知我国铁路内外轨的距离设计值为L = 1.435m,结合表中数据,求出我国火车的转弯速率v(路轨倾角α很小时,tgα= sinα)。
(3)随着人们的生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求,为了提高运输能力,国家对铁路不断进行提速改造,这就要求铁路转弯速率也需提高,请根据上述高处原理和上表分析,提速时应采取怎样的有效措施?(g取9.8m/s2)
16.(9分)如图所示,在倾角为α的固定长斜面上,有一块用绳子拴着的矩形长木板,木板上站着一个人。已知木板质量是人质量的2倍,木板与斜面之间的摩擦忽略不计。当绳子突然断开时,人立即沿着木板向上奔跑,以保持其相对斜面的位置不变。假设木板长度为l,开始人恰好在木板底端。求:
(1)木板沿斜面一滑的加速度。
(2)人沿着木板和上奔跑至人板分离的过程中人对
木板做的功。
(3)人沿着木板向上奔跑直至人板分离的过程中人
消耗的最大功率。
12.(6分)某学生想了解所居住高楼内电梯运行的大致规律,他设计一个利用体重计来进行测量和研究的方案:
(1)把体重计平放在电梯的地板上,他站在体重计上,请两位同学协助他观察体重计示数的变化情况,并记录电梯运行时不同时刻体重计的示数。
(2)将两位同学随机记录的7个数据列表。由于不知记录时刻的先后,故表格数据按从小到大的次序排列,并相应标明t1、t2……t7.(记录时电梯作平稳运动)
(3)对实验数据进行分析研究,了解电梯的运动情况,并粗略测定电梯的加速度。
思考回答下列问题:
①在测量时该学生所受的重力将 (填“变大”、“变小”、“不变”)
②如果先记录到的是较小的示数,后记录到的是较大的示数,则记录时电梯相应的运动可能是 ( )
A.先加速下降后匀速下降 B.先匀速下降后减速下降
C.先匀速上升后减速上升 D.先加速上升后匀速上升
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观察次数 |
时刻 |
体重计读数(N) |
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1 |
t1 |
449 |
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2 |
t2 |
450 |
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3 |
t3 |
450 |
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4 |
t4 |
549 |
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5 |
t5 |
550 |
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6 |
t6 |
551 |
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7 |
t7 |
551 |
③由于每部电梯运行时加速度都是设定好的,如果要知道该高楼电梯的加速度,还需要测定的物理量是 。