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    游乐场内有一种叫“空中飞椅”的游乐项目，示意图如图16所示，在半径为r=4m的水平转盘的边缘固定着N=10条长为L=10m的钢绳，纲绳的另一端连接着座椅（图中只画出2个），转盘在电动机带动下可绕穿过其中心的竖直轴OO′ 转动。设在每个座椅内坐着质量相同的人，可将人和座椅看成是一个质点，人和座椅的质量为m=60kg，已知重力加速度为g=10m/s2，不计钢绳的重力及空气的阻力。当转盘以某一角速度w匀速转动时，座椅从静止开始随着转盘的转动而升高，经过一段时间后达到稳定状态，此时钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为=37°。求
    （1）稳定时钢绳对座椅的拉力F的大小及转盘转动的角速度ω；
    （2）每个座椅从静止开始到随转盘稳定转动的过程中，绳子的拉力对座椅做的功；
    （3）如果带动转盘的电动机输出机械功率的效率为80%，转盘因自身转动及克服各种摩擦损失的机械功率为20%，求从座椅开始运动到随转盘稳定转动的过程中，电动机消耗的电能。
    （1）对人和座椅，绳的拉力与重力的合力指向圆心，由牛顿第二定律
    F = mg/cosq=750N
    mg tanq=mw2R
    由几何关系得：R=r+lsinq
    代入数据得：F= 750N
     rad/s
    （2）在转盘从静止启动到转速稳定这一过程中，由能量守恒定律

    h=l（1-cosq）
    v=wR
    解得W="3450" J
    （3）设在座椅从静止开始到随转盘稳定转动的过程中，电动机消耗的电能为E
    E×80%×80%=N（）
    解得：E=5.4×104 J
    略
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    一根粗细不均匀的木杆AB，长2m，重100N，放在水平地面上，现将它的A端从地面缓慢提高1m，另一端B仍搁在地面上不动，拉力做功30J，则机械能增加   ▲   J，若将它的B端从地面缓慢提高1m，一端A仍搁在地面上，则拉力做功为   ▲   ．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    陆上冲浪是青少年非常喜爱的一项时尚运动，如图所示，某人乘滑板沿水平路面由A点滑到B点，再滑到坡顶C点停止，人与滑板的总质量为60kg，表中记录了运动过程中的有关数据，取重力加速度g=10m/s2，请根据图中和表中的数据解决下列问题：
    （1）人与滑板从B到C的过程中，损失的机械能为多少.
    （2）设人与滑板在AB段所受阻力恒定，求阻力的大小.
    （3）人与滑板从A到B过程中，运动的距离.
             
    位置
    		A
    		B
    		C
    时刻/s
    		0
    		2
    		10
    速度/m·s-1
    		20．0
    		18．0
    		0
     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    图示为竖直平面内的直角坐标系。一个质量为m的质点，在恒力F和重力mg的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下运动，直线OA与y轴负方向成角(<90°)，不计空气阻力，则以下说法正确的是
    A．当时，质点的机械能守恒
    B．当时，质点的机械能守恒
    C．当时，质点的机械能一定增大
    D．当时，质点的机械能可能减小，也可能增大

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    一个弹簧下端连接一个质量为M的重物,放在水平地面上,开始时,在弹簧的上端A点施加竖直向上的且缓缓增大的拉力,当弹簧伸长x时重物对地的压力刚好为零;后来,若突然用力迅速将弹簧上端拉至伸长2x时,保持上端点不动,此后在重物上升过程中,下列说法正确的是

    ?
    A．刚上升时,重物有最大加速度g
    ?    		B．弹簧第一次回到原长时,向上的拉力做的功等于重物机械能的增加
    ?    		C．重物在升到高度为x处时动能最大
    ?    		D．重物在升到高度为x处时弹性势能最大

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    水平传送带匀速运动，速度大小为v现将一个小工件（初速度为零）放到传送带上，它将在传送带上滑行一段时间后与传带保持相对静止。设工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为μ，在这段相对滑行的过程中（   ）
    A．滑动摩擦力对传送带做的功是B．工件的机械能增量是
    C．工件相对于传送带滑动的路程大小为
    D．工件与传送带相对滑动产生的热量是

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以某初速度从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点。若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则：                   （   ）
    A．小物体在上下滑动过程中经过同位置时受到摩擦力大小相等
    B．小物体经过与O点距离最近处时受到的摩擦力最大
    C．从M到N的过程中，摩擦力先增大后减小
    D．小物体从M出发回到M的过程中，摩擦力做的功为零

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    下列与弹簧具有的弹性势能无关的因素（    ）
    A．弹簧的质量B．弹簧的伸长量
    C．弹簧的压缩量D．弹簧的劲度系数

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    （6分）用如图所示的实验装置，探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验主要过程如下：

    （1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为2W、4W、6W、……；
    （2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车对应的速度、、、……；
    （3）作出草图；
    （4）分析图像。如果图像是一条直线，表明W∝；如果不是直线，可考虑是否存在、、等关系。
    以下关于该实验的说法中正确的选项是___________(填入正确选项前的字母，有选错或不答的得0分)。
    A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为2W、4W、6W、……。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用2条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为2W，用4条、6条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是4W、6W、……。
    B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以是使木板适当倾斜。
    C．实验中由小车、橡皮筋、地球构成的系统机械能守恒。
    D．根据记录纸带上打出的点，计算小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点之间的距离除以所用时间来进行计算的。

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