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题目
题型:不详难度:来源:
荡秋千是一项古老的运动,秋千是一块板用两根绳系在两个固定的悬点组成,设某人的质量为m,身高为H,站立时重心离脚底H/2,蹲下时重心离脚底H/4,绳子悬挂点到踏板的绳长为6H,绳子足够柔软且不可伸长,绳子和踏板的质量不计,人身体始终与绳子保持平行,重力加速度为g。
小题1:若该人在踏板上保持站式,由伙伴将其推至摆角θ0(单位:rad),由静止释放,忽略空气阻力,求摆至最低点时每根绳的拉力大小;
小题2:若该人在踏板上保持站式,由伙伴将其推至摆角θ1(单位:rad),由静止释放,摆至另一侧最大摆角为θ2(单位:rad),设空气阻力大小恒定,作用点距离脚底为H/3,求空气阻力的大小。
小题3:若该人在踏板上采取如下步骤:当荡至最高处时,突然由蹲式迅速站起,而后缓缓蹲下,摆至另一侧最高处时已是蹲式,在该处又迅速站起,之后不断往复,可以荡起很高。用此法可以荡起的最大摆角为θm 弧度,假设人的“缓缓蹲下”这个动作不会导致系统机械能的损耗,而且空气阻力大小和作用点与第(2)问相同,试证明:

答案

小题1:
小题2:
小题3:见解析
解析
(1)设荡至最低点时速度为v,则由机械能守恒定律有 设拉力为F,则由牛顿第二定律              
求得         
每根绳的拉力              
(2)全程损耗的机械能为                空气阻力做的功为                       
由功能关系有                                 
求得                         
(3)在一个周期内,通过“迅速站起”获得的机械能(重力势能)是

空气阻力做的功是                          
由功能关系有                                    
求得       ,得证。
核心考点
试题【荡秋千是一项古老的运动,秋千是一块板用两根绳系在两个固定的悬点组成,设某人的质量为m,身高为H,站立时重心离脚底H/2,蹲下时重心离脚底H/4,绳子悬挂点到踏板】;主要考察你对功能关系等知识点的理解。[详细]
举一反三
从高为h处以速度v1竖直向下抛出一个质量为m的小球,小球落地时的速度为v2,假设小球受到空气阻力大小为f,则小球在运动过程中克服空气阻力做的功为(  )
A.mv22mv12mghB.fhmgh
C.mv12mv22mghD.fh

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第29届奥林匹克运动会于2008年8月8日至8月24日在中华人民共和国首都北京举行.奥运会中的投掷的链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动,如图所示,这些物体从被抛出到落地的过程中(  )
A.物体的机械能先减小后增大
B.物体的机械能先增大后减小
C.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大
D.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小

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如图所示,一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子,物体在同一条竖直线上的AB间做简谐运动,O为平衡位置,CAO的中点,已知COh, 弹簧的劲度系数为k。某时刻物体恰好以大小为v的速度经过C点并向上运动.则以此时刻开始半个周期的时间内,对质量为m的物体,下列正确的是(  )
A.重力势能减少了2mgh
B.回复力做功为2mgh
C.速度的变化量的大小为2 v
D.通过A点时回复力的大小为kh

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如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一质量为m,电量为+q的小球1从水平轨道上A点由静止释放,小球运动到B点与一质量为m、不带电小球2发生弹性碰撞(设碰撞时小球1把所有电量转移给小球2),小球2从C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方,如图。小球可视为质点,小球2运动到C点之前电量保持不变,经过C点后电量立即变为零)。已知A、B间距离为2R,重力加速度为g。在上述运动过程中,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小球2在圆轨道上运动时最大速率;
(3)小球2对圆轨道的最大压力的大小。
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如图示,固定在同一斜面内的两根平行长直金属导轨的间距为l,斜面倾角为a,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在垂直斜面向上,磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆在沿斜面向下、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离d时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则此过程中(   )
A.杆的速度最大值为
B.流过电阻R的电量为
C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆机械能的变化量

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