h= x=v0t
解得:x=0.6m,t=0.6s
滑块在斜面AB上做匀加速运动,加速度大小为: a1=
=gsinθ
且有 2Rsinθ=解得 t1=0.4s
(2)滑块从B处运动到D点的时间 t2=t﹣t1=0.2s 设滑块经过B处的速度大小为v,有 L﹣x=又 v=a1t1=gsinθt1 联立解得 θ=30°
答:(1)D、C两点间的距离x是0.6m,滑块在斜面上运动的时间t1是0.4s. (2)斜面AB的倾角θ是30°.
【点评】解决本题时要知道加速度是联系力和运动的桥梁,是牛顿第二定律和运动学公式结合应用时必求的量,同时要抓住平抛运动和滑块运动的同时性,研究两个物体运动时间关系. 25.
【分析】(1)以岸为参照物,根据位移与速度的比值为时间,结合题意,即可求解;
(2)根据垂直横渡正对岸,结合矢量的合成法则,及三角知识,即可求解. 【解答】解:(1)以岸为参照物,
设AB相距x,水流速度v,甲船静水速度v1,乙船静水速度v2 由题意 得:v0=
=3.75km/h
=
km/h
(2)甲船垂直横渡正对岸,对岸速度v1′=
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所需时间
乙船垂直横渡正对岸,船头与上游河岸的夹角满足cosα=答:(1)水流速度3.75km/h;
==
(2)该河流的河岸宽度为2km,当甲船以静水速度v1=7.5km/h,乙船以静水速度v2=15km/h分别垂直横渡到正对岸,甲船渡河所需的时间是0.31h; 乙船的船头与上游河岸的夹角的余弦值为.
【点评】考查运动的合成与分解,掌握矢量的合成法则的应用,注意区别最短时间与最短位移渡河的情况. 26.
【分析】(1)根据小球恰好不和挡板碰撞,达到斜面时,速度方向与斜面恰好平行,结合平行四边形定则求出竖直分速度的大小.
(2)根据速度的关系求出平抛运动的时间,从而求出平抛运动的水平位移和竖直位移,结合几何关系求出OA间的距离.
【解答】解:(1)由于小球恰好不和挡板碰撞,达到斜面时,速度方向与斜面恰好平行,有:cotθ=解得vy=v0cotθ. (2)根据cotθ=
得运动的时间为:t=
,
,
根据x=v0t,y=得解得平抛运动的水平位移为:x=,竖直位移为:
y=,
, .
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由几何关系得:联立解得:h=
答:(1)小球恰好不和挡板碰撞时的竖直速度大小为v0cotθ; (2)O、A间的距离为
.
【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和几何关系综合求解,难度中等. 27.
【分析】(1)欲使选手运动时间最长,则选手应在滑杆上滑行至静止再自由下落,根据牛顿第二定律求出匀减速直线运动的加速度大小,再结合速度时间公式求出匀减速直线运动的时间,根据自由下落的高度求出自由落体运动的时间,从而得出最长时间.根据速度位移公式求出选手放开悬挂器距离平台多远.
(2)根据速度位移公式求出放开悬挂器时的速度,结合平抛运动的规律得出水平位移,结合滑行的距离得出选手的落点与平台的水平距离表达式,结合数学知识得出海绵垫的至少长度.
【解答】解:(1)选手悬挂在滑杆上滑行时做减速运动,其加速度大小a=μg=2m/s2, 欲使选手运动时间最长,则选手应在滑杆上滑行至静止再自由下落,故选手放开悬挂器时位置离平台的距离为:
,
在空间滞留最长时间为:t===3s.
(2)假设选手在滑杆上滑行了距离x后放开悬挂器,则选手此时的速度为:v=
,
,
选手的落点与平台的水平距离为:L=代入数据解得:L=
+x,
根据数学知识可知,当x=8m时,L最大,最大距离为:Lm=10m. 再结合实际情况,应铺海绵垫的长度至少为10m.
答:(1)该选手应在离平台4m远处放开悬挂器,最长时间为3s. (2)应铺海绵垫的长度至少为10m.
【点评】解决本题的关键知道选手在整个过程中的运动规律,知道平抛运动在水
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平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和牛顿第二定律综合求解. 28.
【分析】(1)根据几何关系得出平抛运动的水平位移,结合平抛运动的规律,求出平抛运动的初速度,即在最高点C的速度。
(2)对最低点到C点运用动能定理,求出最低点的速度,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而得出滑块对最低点的压力大小。
(3)对D到最低点运用动能定理,求出克服摩擦力做功的大小。 【解答】解:(1)小滑块从C点飞出来做平抛运动,水平速度为v0。 根据几何关系知,OP间的距离 x=竖直方向上:R=水平方向上:解得 v0=
R,由平抛运动的规律得:
R=v0t
(2)小滑块在最低点C时速度为v。 由机械能守恒定律得: mg?2R+解得 v=
=
在最低点C,由牛顿第二定律: FN﹣mg=m解得:FN=6mg
由牛顿第三定律得:FN′=FN=6mg,方向竖直向下
(3)从D到最低点过程中,设DB过程中克服摩擦阻力做功Wf,由动能定理得 mgh﹣Wf=又 h=3R 解得 Wf=mgR 答:
(1)滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小为
;
(2)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg;
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