材料一:彈簧是我們生活中常見的物體,應用在我們生產生活中很多領域,早在很多年前英國物理學家胡克就發(fā)現(xiàn)彈簧的形變量Δx(即受力時彈簧長度與彈簧原長的差值)與所受到的力F成正比,即F=kΔx(k為彈簧的勁度系數(shù),同一彈簧k值保持不變)。
材料二:圓周運動是我們生活中常見的運動形式,描述圓周運動的物理量有線速度v(單位m/s),角速度ω(單位rad/s),周期T(單位s),頻率f(單位Hz)等物理量,線速度的大小描述了做圓周運動的物體沿著圓弧運動的快慢,角速度的大小描述了物體與圓心連線掃過角度的快慢,線速度與角速度的關系為v=ωr,當物體始終受到一個指向圓心的力,物體就會做圓周運動,我們把它叫做向心力。做勻速圓周運動物體的向心力與線速度和角速度滿足以下關系式:F=mv2r=mω2r,其中r為物體做圓周運動的半徑。
請同學們根據(jù)以上材料,分析以下問題:
近幾年我國航天事業(yè)飛速發(fā)展,宇航員在太空中處于完全失重狀態(tài),長期在這樣的環(huán)境中生活,對宇航員的身體健康會造成影響,所以某興趣小組設想讓宇航員的生活艙旋轉起來,宇航員站在圓形生活艙邊緣處,頭部指向圓心,讓邊緣地板給宇航員提供向心力模擬重力。生活艙可看成半徑r=10m的圓形模型,如圖甲所示。宇航員生活艙中向心力測量器簡易結構如圖乙所示,剛性桿P上端固定一光滑水平橫桿,一輕彈簧左端連接在P桿上,右端連接質量為0.4kg的絕緣物體A,其中間有小孔,可套在橫桿上自由滑動,下端固定一個導電滑片。測量前彈簧剛好處于原長,導電滑片處于電阻絲R1的最左端。當把測量器放到生活艙中心處,讓P桿與生活艙的中軸線OO′重合,宇航員可根據(jù)電壓表的示數(shù)Uv確定此時模擬重力的大小。已知電源的電壓U恒為6V,不計電源內阻,長10cm的電阻絲R1總阻值為20Ω,其阻值與長度成正比。定值電阻R2=10Ω,彈簧原長l0=0.06m,勁度系數(shù)k=1N/m,地球表面g取10N/kg,求:
(1)生活艙以多大角速度旋轉,宇航員的模擬重力與在地球表面的重力一樣大;
(2)第(1)問中電壓表的示數(shù)U0;
(3)模擬重力與質量的比值稱為g',請寫出g'與電壓表示數(shù)UV的函數(shù)關系式。
m
v
2
r
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/9/20 0:0:11組卷:168引用:3難度:0.1
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(2)雪場有時需要用到自卸車。運輸前測試液壓系統(tǒng)時,液壓桿將貨廂緩慢升起形成斜面,貨廂內殘留有磚塊。請作出磚在貨廂斜面上靜止時的受力示意圖。隨著斜面傾角的增大,磚受到的靜摩擦力 ,支持力 (兩空內填“逐漸變大“逐漸變小”或“保持不變”),已知兩接觸面存在大小為FN的壓力時,其最大靜摩擦力與壓力FN成正比,比例系數(shù)稱為最大靜摩擦因數(shù)k,大小與接觸面的情況有關。若磚與貨廂底之間的最大靜摩擦因數(shù)k=0.75,當貨廂底傾角達到 度時,磚將開始下滑。(提示:已知非平行的三力平衡時,物體所受的力一定可以通過平移組成一個封閉的三角形)
(3)滿載的自卸車將比賽用雪運抵賽場,傾倒在水平地面上。若自卸車貨廂的容積為12.8m3,傾倒的雪自然堆成一個圓錐體,雪花之間的最大靜摩擦因數(shù)k=0.2,該雪堆的占地面積多大?(需寫出計算過程)
(4)由于某段賽道位置特殊,運輸機械無法通行,需人工將8t人造雪從堆放處搬運到180m外的賽道上。若工人的負重G(單位:103N)與移動速度v(單位:m/s)之間的關系為:v=,0≤G≤1,工人單次負重多少千克才能在最短時間內完成運送任務?(需寫出計算過程,不計裝填時間和包裝袋的質量)49G2+2發(fā)布:2024/11/3 8:0:2組卷:49引用:1難度:0.1
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