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          材料一:彈簧是我們生活中常見的物體,應(yīng)用在我們生產(chǎn)生活中很多領(lǐng)域,早在很多年前英國物理學(xué)家胡克就發(fā)現(xiàn)彈簧的形變量Δx(即受力時(shí)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(yùn)動(dòng)是我們生活中常見的運(yùn)動(dòng)形式,描述圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體沿著圓弧運(yùn)動(dòng)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(guān)系為v=ωr,當(dāng)物體始終受到一個(gè)指向圓心的力,物體就會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng),我們把它叫做向心力。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心力與線速度和角速度滿足以下關(guān)系式:F=
          m
          v
          2
          r
          =mω2r,其中r為物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。

          請同學(xué)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(huì)造成影響,所以某興趣小組設(shè)想讓宇航員的生活艙旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(dòng),下端固定一個(gè)導(dǎo)電滑片。測量前彈簧剛好處于原長,導(dǎo)電滑片處于電阻絲R1的最左端。當(dāng)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(shí)模擬重力的大小。已知電源的電壓U恒為6V,不計(jì)電源內(nèi)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(zhuǎn),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(zhì)量的比值稱為g',請寫出g'與電壓表示數(shù)UV的函數(shù)關(guān)系式。

          【答案】(1)生活艙以1rad/s的角速度旋轉(zhuǎn),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為1.6V;
          (3)模擬重力與質(zhì)量的比值稱為g',請寫出g'與電壓表示數(shù)UV的函數(shù)關(guān)系式為g'=
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          U
          V
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          +
          5
          U
          V
          【解答】
          【點(diǎn)評】
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          發(fā)布:2024/9/20 0:0:11組卷:250引用:3難度:0.1
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            (2)雪場有時(shí)需要用到自卸車。運(yùn)輸前測試液壓系統(tǒng)時(shí),液壓桿將貨廂緩慢升起形成斜面,貨廂內(nèi)殘留有磚塊。請作出磚在貨廂斜面上靜止時(shí)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(nèi)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(shí),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(guān)。若磚與貨廂底之間的最大靜摩擦因數(shù)k=0.75,當(dāng)貨廂底傾角達(dá)到
            度時(shí),磚將開始下滑。(提示:已知非平行的三力平衡時(shí),物體所受的力一定可以通過平移組成一個(gè)封閉的三角形)
            (3)滿載的自卸車將比賽用雪運(yùn)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(gè)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(jì)算過程)
            (4)由于某段賽道位置特殊,運(yùn)輸機(jī)械無法通行,需人工將8t人造雪從堆放處搬運(yùn)到180m外的賽道上。若工人的負(fù)重G(單位:103N)與移動(dòng)速度v(單位:m/s)之間的關(guān)系為:v=
            4
            9
            G
            2
            +
            2
            ,0≤G≤1,工人單次負(fù)重多少千克才能在最短時(shí)間內(nèi)完成運(yùn)送任務(wù)?(需寫出計(jì)算過程,不計(jì)裝填時(shí)間和包裝袋的質(zhì)量)

            發(fā)布:2024/11/3 8:0:2組卷:88引用:1難度:0.1
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