【題目】在某次行動中,蜘蛛俠為了躲避危險,在高為hA=20 mA樓頂部經(jīng)過一段距離L0=14.4 m的助跑后從N點水平跳出,已知N點離鐵塔中軸線水平距離為L=32 m,重力加速度為g=10 m/s2,假設(shè)蜘蛛俠可被看作質(zhì)點,蜘蛛絲不能伸長。

(1)要使蜘蛛俠能落到鐵塔中軸線上,他跳出的初速度至少為多少?

(2)由于體能的限制,蜘蛛俠助跑的最大加速度為5 m/s2,在跳出1.6 s后發(fā)現(xiàn)按照預(yù)定路線不能到達(dá)鐵塔中軸線上,于是他立即沿垂直速度方向朝鐵塔中軸線上某位置P發(fā)射蜘蛛絲,使得他在蜘蛛絲的作用下繞P點運(yùn)動,假設(shè)蜘蛛絲從發(fā)射到固定在P點的時間可忽略不計,請問他能否到達(dá)鐵塔中軸線上?如果能,請計算出到達(dá)的位置,如果不能,請說明原因。

(3)蛛蛛俠注意到在鐵塔后方有一個小湖,他決定以5 m/s2的加速度助跑后跳出,擇機(jī)沿垂直速度方向朝鐵塔中軸線上某位置發(fā)出蛛蛛絲,在到達(dá)鐵塔中軸線時脫離蜘蛛絲躍入湖中,假設(shè)鐵塔足夠高,欲使落水點最遠(yuǎn),他經(jīng)過鐵塔的高度為多少?

【答案】(1) v0=16 m/s。(2)離地面0.8 m(3)y=13.6 m

【解析】

(1)當(dāng)蜘蛛俠跳到鐵塔的最底端時,下落距離hA=20 m,

hAgt2, Lv0t,

由①②式得:v0=16 m/s。

(2)在助跑階段,以最大加速度a=5 m/s2勻加速運(yùn)動,設(shè)跳出速度vx,則vx2=2aL0

設(shè)跳出t0=1.6 s后,水平位移為x1、豎直位移為y1、豎直速度為vy,則

x1vxt0,

y1gt02,

速度與水平方向夾角tan θ

由幾何關(guān)系,R,離地面高度hhAy1R(1-cos θ),

由③④⑤⑥⑦式得:h=0.8 m。 能到達(dá)鐵塔中軸線上,離地面0.8 m處。

(3)設(shè)蜘蛛俠經(jīng)過鐵塔的位置高度為y,在他脫手時的速度為v,落水點離鐵塔的水平距離為x,則根據(jù)動能定理 mv2mvx2mg(hAy),

ygt2,

xvt′,

代入數(shù)據(jù),

由數(shù)學(xué)知識可知,當(dāng)y=13.6 m時,水平距離x可取最大值。

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的斜劈靜止在粗糙水平地面上,質(zhì)量為m的物塊正在M的斜面上勻速下滑,F(xiàn)在m上施加一個水平推力F,則在m的速度減小為零之前,下列說法正確的是

A. 加力F之后,mM之間的摩擦力變小

B. 加力F之后,mM之間的作用力不變

C. 加力F之后,M與地面之間產(chǎn)生靜摩擦力

D. 加力F前后,M與地面間都沒有摩擦力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星于2016816140分成功發(fā)射。量子衛(wèi)星成功運(yùn)行后,我國已首次實現(xiàn)了衛(wèi)星和地面之間的量子通信,成功構(gòu)建了天地體化的量子保密通信與科學(xué)實驗體系。假設(shè)量子衛(wèi)星軌道在赤道平面, 如圖所示。已知量子衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的m倍,同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍,圖中P點是地球赤道上一點,求量子衛(wèi)星的線速度與P點的線速度之比。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)在“練習(xí)使用多用電表”的實驗中,小沈同學(xué)用歐姆擋去測量“220V60W”的白熾燈不發(fā)光時的燈絲電阻,實驗室提供了兩種不同接口的白熾燈,一種是卡口式的,另一種是螺口式的,下圖四個操作方法,你認(rèn)為合理的是______(填字母)

(2)王老師在拍照的時候未把多用電表的選擇擋位旋鈕拍進(jìn)去,如圖1所示,但是小沈同學(xué)認(rèn)為還是能夠知道其電阻值,那么你認(rèn)為此白熾燈的燈絲電阻是_______Ω。

(3)某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ,步驟如下:

用最小刻度為毫米的刻度尺測量其長度如圖(a)所示,(圓柱體另一端與0刻度對齊),由圖(a)可知其長度為____________mm;用游標(biāo)為10分度的游標(biāo)卡尺測量其直徑如圖(b)所示,由圖(b)可知其直徑為_______________mm;

該同學(xué)想用伏安法更精確地測量待測圓柱體電阻R,并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到UI圖上,如圖(c)所示。由圖(c)可知,新材料制成的圓柱體的電阻為_________Ω(保留2位有效數(shù)字)。

由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ________Ω·m (保留1位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩列波速相同的簡諧橫波沿x軸相向傳播,實線波的頻率為3 Hz,振幅為10 cm,虛線波的振幅為5 cm。t=0時,兩列波在如圖所示區(qū)域內(nèi)相遇,則

A. 兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)會發(fā)生干涉現(xiàn)象

B. 實線波和虛線波的頻率之比為3:2

C. t=s時,x=9 m處的質(zhì)點實際振動方向向上

D. t=時,x=4 m處的質(zhì)點實際位移大小|y|>12.5 cm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】光電計時器是物理學(xué)中常用的一種研究物體運(yùn)動情況的計時儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示、b分別為光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從ab間通過時,光電計時器就可以顯示出物體的擋光時間,這樣就可以將物體通過光電門的平均速度視為其通過光電門的瞬時速度如圖乙所示,氣墊導(dǎo)軌上安裝有A、B兩個光電門,導(dǎo)軌上放有一滑塊,滑塊上裝有寬度的遮光片現(xiàn)使滑塊從某一位置開始以恒定的加速度滑動,并依次通過光電門AB,光電計時器記錄的時間分別為,并測得遮光片從光電門A運(yùn)動到光電門B所用的時間

(1)在實驗中,為了更準(zhǔn)確的測得滑塊通過光電門的速度,應(yīng)選用較______的遮光片;

(2)由題可知,遮光片通過光電門A時的速度大小,______,通過光電門B時的速度大小______

(3)滑塊在氣墊上運(yùn)動的加速度大小______

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【題目】用光子能量為E的光束照射容器中的氫氣,氫原子吸收光子后,能發(fā)射頻率為ν1、ν2、ν3的三種光子,且ν123.入射光束中光子的能量應(yīng)是( )

A. hv1 B. h(v12) C. h(v2+v3) D. h(v1+v2+v3)

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【題目】如圖所示,三條虛線表示某電場中的三個等勢面,其電勢分別為=10V,=20V,= 30V,一個帶電粒子只受電場力作用,按圖中實線軌跡從A點運(yùn)動到B點,則下列說法中不正確的是

A. 粒子帶負(fù)電

B. 粒子在A點的速度大于在B點的速度

C. 粒子在A點的加速度大于在B點的加速度

D. 粒子在A點的電勢能大于在B點的電勢能

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【題目】用如圖甲所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 M2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進(jìn)行測量,即可驗證機(jī)械能守恒定律。如圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出),所用、,電源的頻率為50 Hz,計數(shù)點間的距離如圖乙所示。則:(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v5=____________m/s;

(2)在打下第0點到打下第5點的過程中系統(tǒng)動能的增量_______J,系統(tǒng)重力勢能的減少量_______J;(取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>

(3)若某同學(xué)作出圖象如圖丙所示,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span> g=__________m/s2。

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