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4.2011年7月,杭州吳某徒手接住從10樓掉下的兩歲小孩,被譽(yù)為“最美媽媽”.設(shè)小孩的質(zhì)量m=10kg,從離地h1=28.5m高的陽臺掉下,假設(shè)小孩在下落的整個(gè)過程中空氣阻力為其重力的0.2倍.在小孩掉下后距地面高度為h2=1.5m處,吳某張開雙臂接住小孩,接住后緩沖到地面時(shí)速度恰好為零,取g=10m/s2.求;(計(jì)算結(jié)果可以保留根號)
(1)小孩在被接到前下落的時(shí)間t.
(2)在吳某接住小孩的緩沖過程中,其雙臂所受的作用力F的大�。ò汛诉^程所受的力看做恒力).

分析 (1)小孩先勻加速運(yùn)動,后勻減速運(yùn)動;對加速過程,根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度,根據(jù)位移公式列式求解時(shí)間,根據(jù)速度公式求解末速度;
(2)對減速過程,根據(jù)動能定理列式求解彈力F的大�。�

解答 解:(1)小孩的加速過程,根據(jù)牛頓第二定律,有:mg-kmg=ma1
解得:a1=8m/s2
小孩在此下落過程中,有:
h1-h2=12a1t2
解得:t=323s
(2)加速過程的末速度:
v=a1t=8×323=123m/s
小孩向下減速過程,根據(jù)動能定理,有:
-Fh2+mgh2=0-12mv2
解得:F=mg+mv22h2=10×10+10×12322×1.5=1520N
答:(1)小孩在被接到前下落的時(shí)間t為323s;
(2)在吳某接住小孩的緩沖過程中,其雙臂所受的作用力F的大小為1520N.

點(diǎn)評 本題有實(shí)際的背景,要學(xué)會分析物體的運(yùn)動過程,選擇物理規(guī)律.本題運(yùn)用牛頓第二定律、動能定理、運(yùn)動學(xué)公式、功的計(jì)算公式即可正確解題.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.如圖所示,一理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1=1000匝,副線圈匝數(shù)為n2=200匝,將原線圈接在μ=200sin100πt(V)的交流電壓上,副線圈上電阻R和理想交流電壓表并聯(lián)接入電路,撤去A、B間的連接導(dǎo)線,在A、B兩點(diǎn)間接入不同的電子元件,則下列說法正確的是( �。�
A.在A、B兩點(diǎn)間接入一只電阻值也為R的電阻,原線圈電流變?yōu)樵瓉淼?倍
B.在A、B兩點(diǎn)間接入一只電感線圈,提高交流電頻率,電阻R消耗電功率減小
C.在A、B兩點(diǎn)間接入一只電容器,提高交流電頻率,電壓表讀數(shù)增大
D.在A、B兩點(diǎn)間接入理想二極管,電壓表讀數(shù)為20V

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖所示,空間存在一個(gè)半徑為R0的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,有一個(gè)粒子源在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以一定速率發(fā)射大量粒子,粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q.將粒子源置于圓心,則所有粒子剛好都不離開磁場,不考慮粒子之間的相互作用.
(1)求帶電粒子的速率.
(2)若粒子源可置于磁場中任意位置,且磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?\frac{\sqrt{2}}{4}$B,求粒子在磁場中最長的運(yùn)動時(shí)間t.
(3)若原磁場不變,再疊加另一個(gè)半徑為R1(R1>R0)圓形勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2,方向垂直于紙面向外,兩磁場區(qū)域成同心圓,此時(shí)該離子源從圓心出發(fā)的粒子都能回到圓心,求R1的最小值和粒子運(yùn)動的周期T.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.如圖所示的兩種電路中,電源相同,各電阻阻值相等,各電流表的內(nèi)阻相等且不可忽略不計(jì).電流表A1、A2、A3、A4讀出的電流值分別為I1、I2、I3、I4,下列關(guān)系式中正確的是( �。�
A.I1=I2B.I1<I4C.I2=2I1D.I2<I3+I4

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.如圖所示,質(zhì)量為m的物塊b放置在傾角為θ的足夠長的固定斜面a上,若沿斜面向下給物塊b某一速度,其將以這個(gè)速度在斜面上沿斜面勻速下滑,則在其沿斜面勻速下滑的過程中,下列說法正確的是( �。�
A.b受到三個(gè)力的作用
B.斜面a受到物塊b的沿斜面向上的摩擦力的作用
C.b受到斜面的摩擦力的大小為mgsinθ
D.斜面對b的作用力的大小為mgcosθ

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.某電視臺闖關(guān)競技節(jié)目的第一關(guān)是雪滑梯,其結(jié)構(gòu)可以簡化為下圖模型,雪滑梯頂點(diǎn)距地面高h(yuǎn)=15m,滑梯斜面部分長l=25m,在水平部分距離斜道底端為x0=20m處有一海綿坑.比賽時(shí)參賽運(yùn)動員乘坐一質(zhì)量為M的雪輪胎從賽道頂端滑下,在水平雪道上某處翻離雪輪胎滑向海棉坑,運(yùn)動員停在距離海綿坑1m范圍內(nèi)算過關(guān).已知雪輪胎與雪道間的動摩擦因數(shù)μ1=0.3,運(yùn)動員與雪道間動摩擦因數(shù)為μ2=0.8,假沒運(yùn)動員離開雪輪胎的時(shí)間不計(jì),運(yùn)動員落到雪道上時(shí)的水平速度不變,求質(zhì)量為m的運(yùn)動員(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平雪道上的什么區(qū)域離開雪輪胎才能聞關(guān)成功.

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16.我國巳成功發(fā)射常娥三號探月衛(wèi)星,該衛(wèi)星著陸以前.在距月球表面大約為100m的高度處開啟噴氣發(fā)動機(jī)向下噴氣,使其處于懸停狀態(tài),以便觀察地形選擇合適的著陸地點(diǎn).如果月球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的180,月球的半徑是地球半徑的14,探月衛(wèi)星在著陸時(shí)的質(zhì)量為1.2噸,地球表面的重力加速度g=10m/s2.那么,嫦娥三號探月衛(wèi)星在著陸前懸停時(shí),開動的噴氣發(fā)動機(jī)向下的推力為( �。�
A.1.2×104NB.2.4×103NC.2.0×103ND.5.9×102N

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13.如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在墻上,另一端與置于水平面上的質(zhì)量為m的小物體接觸(未連接),如圖中O點(diǎn),彈簧水平且無形變.用水平力F緩慢向左推動物體,在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0,如圖中B點(diǎn),此時(shí)物體靜止.撤去F后,物體開始向右運(yùn)動,運(yùn)動的最大距離距B點(diǎn)為3x0,C點(diǎn)是物體向右運(yùn)動過程中彈力和摩擦力大小相等的位置,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.則( �。�
A.撤去F時(shí),物體的加速度最大,大小為kx0m-μg
B.物體先做加速度逐漸變小的加速運(yùn)動,再做加速度逐漸變大的減速運(yùn)動,最后做勻減速運(yùn)動
C.從B→C位置物體彈簧彈性勢能的減少量大于物體動能的增加量
D.撤去F后,物體向右運(yùn)動到O點(diǎn)時(shí)的動能最大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,某人在離地面高20m處以10m/s的初速度水平拋出一小球A,與此同時(shí),在離拋出點(diǎn)正下方水平距離為10m處的地面上,另一人豎直上拋一小球B,兩小球恰好在空中相遇,求:(g取10m/s2
(1)小球B的初速度大�。�
(2)在相遇處,兩小球速度的大小.

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