材料一:弹簧是我们生活中常见的物体,应用在我们生产生活中很多领域,早在很多年前英国物理学家胡克就发现弹簧的形变量Δx(即受力时弹簧长度与弹簧原长的差值)与所受到的力F成正比,即F=kΔx(k为弹簧的劲度系数,同一弹簧k值保持不变)。
材料二:圆周运动是我们生活中常见的运动形式,描述圆周运动的物理量有线速度v(单位m/s),角速度ω(单位rad/s),周期T(单位s),频率f(单位Hz)等物理量,线速度的大小描述了做圆周运动的物体沿着圆弧运动的快慢,角速度的大小描述了物体与圆心连线扫过角度的快慢,线速度与角速度的关系为v=ωr,当物体始终受到一个指向圆心的力,物体就会做圆周运动,我们把它叫做向心力。做匀速圆周运动物体的向心力与线速度和角速度满足以下关系式:F=mv2r=mω2r,其中r为物体做圆周运动的半径。

请同学们根据以上材料,分析以下问题:
近几年我国航天事业飞速发展,宇航员在太空中处于完全失重状态,长期在这样的环境中生活,对宇航员的身体健康会造成影响,所以某兴趣小组设想让宇航员的生活舱旋转起来,宇航员站在圆形生活舱边缘处,头部指向圆心,让边缘地板给宇航员提供向心力模拟重力。生活舱可看成半径r=10m的圆形模型,如图甲所示。宇航员生活舱中向心力测量器简易结构如图乙所示,刚性杆P上端固定一光滑水平横杆,一轻弹簧左端连接在P杆上,右端连接质量为0.4kg的绝缘物体A,其中间有小孔,可套在横杆上自由滑动,下端固定一个导电滑片。测量前弹簧刚好处于原长,导电滑片处于电阻丝R1的最左端。当把测量器放到生活舱中心处,让P杆与生活舱的中轴线OO′重合,宇航员可根据电压表的示数Uv确定此时模拟重力的大小。已知电源的电压U恒为6V,不计电源内阻,长10cm的电阻丝R1总阻值为20Ω,其阻值与长度成正比。定值电阻R2=10Ω,弹簧原长l0=0.06m,劲度系数k=1N/m,地球表面g取10N/kg,求:
(1)生活舱以多大角速度旋转,宇航员的模拟重力与在地球表面的重力一样大;
(2)第(1)问中电压表的示数U0;
(3)模拟重力与质量的比值称为g',请写出g'与电压表示数UV的函数关系式。
m
v
2
r
【答案】(1)生活舱以1rad/s的角速度旋转,宇航员的模拟重力与在地球表面的重力一样大;
(2)第(1)问中电压表的示数U0为1.6V;
(3)模拟重力与质量的比值称为g',请写出g'与电压表示数UV的函数关系式为g'=。
(2)第(1)问中电压表的示数U0为1.6V;
(3)模拟重力与质量的比值称为g',请写出g'与电压表示数UV的函数关系式为g'=
125
U
V
12
+
5
U
V
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/20 0:0:11组卷:236引用:3难度:0.1
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(3)满载的自卸车将比赛用雪运抵赛场,倾倒在水平地面上。若自卸车货厢的容积为12.8m3,倾倒的雪自然堆成一个圆锥体,雪花之间的最大静摩擦因数k=0.2,该雪堆的占地面积多大?(需写出计算过程)
(4)由于某段赛道位置特殊,运输机械无法通行,需人工将8t人造雪从堆放处搬运到180m外的赛道上。若工人的负重G(单位:103N)与移动速度v(单位:m/s)之间的关系为:v=,0≤G≤1,工人单次负重多少千克才能在最短时间内完成运送任务?(需写出计算过程,不计装填时间和包装袋的质量)49G2+2发布:2024/11/3 8:0:2组卷:78引用:1难度:0.1