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推荐精品浙江高考物理优选冲A练计算题等值练七

精品浙江高考物理优选冲A练计算题等值练七

19.(9分)(2018·绍兴市期末)一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.如图1所示,一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上139 m高处,然后让座舱从静止自由下落.当落到离地面高59 m时开始制动,之后做匀减速运动,在下落到离地面9 m 高处时速度刚好减小到零,g=10 m/s2,求:

图1

(1)自由下落的时间;

(2)匀减速运动的加速度大小;

(3)若座舱中某人用手托着重5 kg的铅球,当座舱落到离地面15 m 高的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?

答案(1)4 s (2)16 m/s2 (3)130 N

解析(1)自由下落高度h1=139 m-59 m=80 m

据h1=gt,解得t1=4 s

(2)匀减速位移h2=59 m-9 m=50 m

据v=2ah2

又v1=gt1=40 m/s

代入得a=16 m/s2

(3)匀减速下降过程a方向向上,设为正方向,

据牛顿第二定律F-mg=ma

解得F=130 N

20.(12分)(2018·宁波市重点中学联考)过山车是一项富有刺激性的娱乐工具,在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解物理原理,如图2所示,是某大型游乐场中过山车的部分轨道示意图,这部分轨道由直线轨道AB,半径R1=50 m、圆心角θ1=120°的圆弧轨道BCD,半径R2=10 m、圆心角θ2=240°的圆弧轨道DEF,半径为R1=50 m、圆心角θ3=120°的圆弧轨道FGP,半径为R3、圆心角为θ4=120°的圆弧轨道PQM组成,这些轨道均平滑相切连接,相切点B、F、D、P、M均位于同一水平面上,假设这些轨道均位于同一竖直平面内,车厢在运动过程中受到的摩擦阻力与空气阻力之和恒为车重的0.1倍,车厢可视为质点,重力加速度g=10 m/s2,π≈3,≈1.732.现有一节质量m=500 kg的车厢从A点静止下滑,经过最低点C时测得车厢对轨道的压力为16 000 N.(由于安全设计的需要,过山车在运动过程中是不会脱离轨道的)

图2

(1)求车厢经过轨道最低点C时的速度为多大?

(2)求直线轨道AB的长度l为多长;

(3)若要保证车厢通过圆弧轨道PQM的最高点Q时对轨道有向下的压力,求R3的取值范围.

答案(1)10 m/s (2)45.7 m (3)10 m

解析(1)在C点:FNC-mg=,得:vC=10 m/s

(2)A到C:mv=mg(lsin 60°+0.5R1)-0.1mg(l+R1)

得:l≈45.7 m

(3)C到Q:mv-mv=-0.1mg(R1+R2+πR1+R3)-mg(0.5R1+0.5R3)能通过Q点,也就是说vQ>0,这时R3<18.33 m

在Q点对轨道有向下的压力,则

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