【題目】風(fēng)洞可產(chǎn)生方向、大小都可以調(diào)節(jié)控制的各種風(fēng)力。如圖所示為風(fēng)洞里模擬實驗的示意圖。一質(zhì)量為m=1kg的實驗對象（可視為質(zhì)點）套在一根固定的直桿上，直桿與水平面夾角為θ=30°。風(fēng)洞產(chǎn)生豎直向上的、大小F=20N的風(fēng)力作用在實驗對象上，實驗對象從M點由靜止開始沿直桿向上運動。已知實驗對象與桿之間的動摩擦因數(shù)為m=。取g=10m/s2。求：

（1）實驗對象剛開始運動時的加速度大小；

（2）若桿上有一點N位于M點上方，且M、N兩點間距為L=2.4m，欲使實驗對象到達N點，求風(fēng)力F作用的最短時間。

【答案】（1）a1=2.5 m/s2（2）1.2s

【解析】

試題分析在風(fēng)力F作用時實驗對象的受力：重力、拉力，桿的支持力和滑動摩擦力，采用正交分解法，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度．實驗對象先做勻加速直線運動，后做勻減速直線運動，剛好到達N點時速度為零時，風(fēng)力F作用的時間最短．由牛頓第二定律求出兩個過程的加速度，由速度位移公式求出勻加速運動的位移，再求風(fēng)力F作用的最短時間．

（1）設(shè)在力F作用時，直桿對實驗對象的支持力為，滑動摩擦力為，實驗對象剛開始運動時的加速度大小為，則根據(jù)牛頓第二定律得：

沿桿方向有：；

垂直于桿方向有：；又

解得
（2）當(dāng)小球到達N點的速度剛好為零，風(fēng)力F作用的最短時間，設(shè)為．設(shè)撤去力F前小球上滑距離為x1，撤去力F后，小球上滑的加速度大小為，上滑距離為，剛撤去F時，小球的速度為v，則有，

根據(jù)牛頓第二定律得：
可得：，

由幾何關(guān)系有：，聯(lián)立解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】風(fēng)力發(fā)電作為新型環(huán)保新能源，近幾年來得到了快速發(fā)展，如圖所示，風(fēng)車陣中發(fā)電機輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線總電阻為10 Ω.若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：

(1)在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；

(2)用戶得到的電功率是多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于電場強度的說法中，正確的是（ ）

A. 公式只適用于真空中點電荷產(chǎn)生的電場

B. 由公式可知，電場中某點的電場強度E與試探電荷在電場中該點所受的電場力成正比

C. 在公式中， 是點電荷Q2產(chǎn)生的電場在點電荷Q1處的場強大小； 是點電荷Q1產(chǎn)生的電場在點電荷Q2處的場強大小

D. 由公式可知，在離點電荷非�？拷牡胤剑�r→0），電場強度E可達無窮大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電場中有一點P，下列說法正確的是 （ ）

A. 若放在P點的電荷的電量減半，則P點場強減半

B. 若P點沒有檢驗電荷，則P點的場強為零

C. P點的場強越大，則同一電荷在P點所受的電場力越大

D. P點的場強方向為檢驗電荷在該點的受力方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，真空中固定兩個等量異號點電荷+Q、-Q，圖中O是兩電荷連線中點，a、b兩點與+Q的距離相等，c、d是兩電荷連線垂直平分線上的兩點，bcd構(gòu)成一等腰三角形，a、e兩點關(guān)于O點對稱．則下列說法正確的是

A. a、b兩點的電勢相同

B. a、e兩點的電場強度相同

C. 將電子由c沿cd邊移到d的過程中電場力做正功

D. 質(zhì)子在b點的電勢能比在O點的電勢能大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某款彈射游戲示意圖,光滑水平臺面上固定發(fā)射器、豎直光滑圓軌道和粗糙斜面,豎直面和豎直靶板。通過輕質(zhì)拉桿將發(fā)射器的彈簧壓縮一定距離后釋放,滑塊從點彈出并從點進人圓軌道,繞轉(zhuǎn)一周后繼續(xù)在平直軌道上前進,從點沿斜面向上運動,滑塊從點射向靶板目標(biāo)(滑塊從水平面滑上斜面時不計能量損失)。已知滑塊質(zhì)量,斜面傾角,斜面長,滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù),豎直面與靶板間距離為,點離靶板上環(huán)中心點的豎直距離,忽略空氣阻力,滑塊可視為質(zhì)點。已知,取,求:

(1)若要使滑塊恰好能夠到達點,則圓軌道允許的最大半徑為多大?

(2)在另一次彈射中發(fā)現(xiàn)滑塊恰能水平擊中靶板上的點,則此次滑塊被彈射前彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能為多大? (結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)若板可沿水平方向左右移動靠近或遠高斜面,以保證滑塊從點出射后均能水平擊中靶板。以點為坐標(biāo)原點,建立水平豎直坐標(biāo)系(如圖) ,則滑塊水平擊中靶板位置坐標(biāo)應(yīng)滿足什么條件?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測量A、B兩物體之間的滑動摩擦力，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示四個實驗方案，在實驗操作過程中，認(rèn)為測力計讀數(shù)即為滑動摩擦力的大小，則最準(zhǔn)確的方案是

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2012年4月30日，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射的圓軌道衛(wèi)星，其軌道半徑為2.8×107 m ．它與另一顆同步軌道衛(wèi)星(軌道半徑為4.2×107 m)相比則能判斷出（ ）

A. 向心力較小

B. 動能較大

C. 角速度較大

D. 發(fā)射速度都是第一宇宙速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】氣象研究小組用圖示簡易裝置測定水平風(fēng)速。在水平地面上豎直固定一直桿，半徑為R、質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細線懸于桿頂端O，當(dāng)水平風(fēng)吹來時，球在風(fēng)力的作用下飄起來。已知風(fēng)力大小正比于風(fēng)速和球正對風(fēng)的截面積，當(dāng)風(fēng)速V0=3m/s時，測得球平衡時細線與豎直方向的夾角θ=30°，則（ ）

A. 若測得θ=60°時，風(fēng)速v=6m/s

B. 若風(fēng)速增大到某一值時，θ可能等于90°

C. 若風(fēng)速不變，換用半徑變大、質(zhì)量相同的球，則θ不變

D. 若風(fēng)速不變，換用半徑相等、質(zhì)量變大的球，則θ減小

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同步練習(xí)冊答案