在2012年元旦晚會(huì)上,河北雜技團(tuán)表演了雜技“大球扛桿”。在一個(gè)大球上豎立一根直桿,演員在直桿上做了精彩表演。如圖所示.假設(shè)直桿與大球之間有一壓力傳感器.一個(gè)質(zhì)量為50kg的演員勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器顯示壓力為600N;演員從直桿最上端由靜止開(kāi)始向下勻加速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又勻減速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間速度減小到零,靜止在距直桿底端1/3處。已知在演員向下運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器顯示的最大壓力為700N,最小壓力為500N,直桿長(zhǎng)度為12m,g取10m/s2。求:
(1)直桿的質(zhì)量;
(2)演員下降過(guò)程中加速、減速的加速度;
(3)演員向下運(yùn)動(dòng)的平均速度。
(1) 10kg. (2) 均為2m/s2,方向相反 (3) 2m/s.
解析試題分析:(1)設(shè)直桿質(zhì)量為m0,由牛頓第三定律,傳感器顯示壓力等于大球?qū)χ睏U的支持力.由平衡條件:m0g+mg=F0 解得m0=F0/g-m=10kg.
(2)設(shè)演員向下運(yùn)動(dòng)的加速度為a,由牛頓第三定律,傳感器顯示的最大壓力F1=700N等于大球?qū)χ睏U的最大支持力,對(duì)直桿,由平衡條件得演員到直桿向下的摩擦力f1=F1-m0g=600N
由牛頓第三定律,直桿對(duì)演員向上的摩擦力等于600N
對(duì)演員,由牛頓第二定律:f1-mg=ma1
解得勻減速向下運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1=2m/s2
由牛頓第三定律,傳感器顯示的最小壓力F2=500N等于大球?qū)χ睏U的最小支持力
對(duì)直桿,由平衡條件得演員對(duì)直桿向下的摩擦力f2=F2-m0g=400N
由牛頓第三定律,直桿對(duì)演員向上的摩擦力等于400N
對(duì)演員,由牛頓第二定律:mg-f2=ma2
解得勻加速向下運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2=2m/s2
演員下降過(guò)程中加速、減速的加速度大小均為2m/s2,方向相反。
(3)由第(2)問(wèn)知演員勻加速運(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng)加速度大小相等,設(shè)演員加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,由題述可知
4=at2,解得t=2s
演員向下運(yùn)動(dòng)的最大速度vm=at=4m/s
演員向下運(yùn)動(dòng)的平均速度v=vm/2=2m/s.
考點(diǎn):此題考查牛頓第二、第三定律及運(yùn)動(dòng)公式。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
一輛值勤的警車(chē)停在直公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以的速度勻速行駛的貨車(chē)有違章行為時(shí),決定去追趕,經(jīng)警車(chē)發(fā)動(dòng)起來(lái),以加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),試問(wèn):
(1)在警車(chē)追上貨車(chē)之前,兩車(chē)間的最大距離是多少?
(2)若警車(chē)能達(dá)到的最大速度是,達(dá)到最大速度后勻速運(yùn)動(dòng)。則警車(chē)發(fā)動(dòng)起來(lái)后至少要多長(zhǎng)的時(shí)間才能追上違章的貨車(chē)?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)如圖所示,質(zhì)量M=10kg、上表面光滑的足夠長(zhǎng)的木板在F=50N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右勻速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)有足夠多的小鐵塊,它們的質(zhì)量均為m=1kg,將一鐵塊無(wú)初速地放在木板的最右端,當(dāng)木板運(yùn)動(dòng)了L=1m時(shí),又無(wú)初速度地在木板的最右端放上第2塊鐵塊,只要木板運(yùn)動(dòng)了L就在木板的最右端無(wú)初速度放一鐵塊.(取g=10m/s2)試問(wèn):
(1)第1塊鐵塊放上后,木板運(yùn)動(dòng)了L時(shí),木板的速度多大?(結(jié)果可帶有根號(hào))
(2)最終木板上放有多少塊鐵塊?
(3)最后一塊鐵塊與木板右端距離多遠(yuǎn)?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)在公路的十字路口, 紅燈攔停了很多汽車(chē), 攔停的汽車(chē)排成筆直的一列, 最前面的一輛汽車(chē)的前端剛好與路口停車(chē)線相齊, 相鄰兩車(chē)的前端之間的距離均為l =" 6.0" m,若汽車(chē)起動(dòng)時(shí)都以a =2.5m/s2 的加速度作勻加速運(yùn)動(dòng), 加速到v="10.0" m/s 后做勻速運(yùn)動(dòng)通過(guò)路口。該路口亮綠燈時(shí)間t =" 40.0" s, 而且有按倒計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間顯示燈。 另外交通規(guī)則規(guī)定:原在綠燈時(shí)通行的汽車(chē),紅燈亮起時(shí), 車(chē)頭已越過(guò)停車(chē)線的汽車(chē)允許通過(guò)。請(qǐng)解答下列問(wèn)題:
(1)若綠燈亮起瞬時(shí),所有司機(jī)同時(shí)起動(dòng)汽車(chē),問(wèn)有多少輛汽車(chē)能通過(guò)路口?
(2)第(1)問(wèn)中, 不能通過(guò)路口的第一輛汽車(chē)司機(jī),在時(shí)間顯示燈剛亮出“3”時(shí)開(kāi)始剎車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng), 結(jié)果車(chē)的前端與停車(chē)線相齊時(shí)剛好停下, 求剎車(chē)后汽車(chē)加速度大小。
(3)事實(shí)上由于人反應(yīng)時(shí)間的存在, 綠燈亮起時(shí)不可能所有司機(jī)同時(shí)起動(dòng)汽車(chē),F(xiàn)假設(shè)綠燈亮起時(shí),第一個(gè)司機(jī)遲后Dt=0.90s起動(dòng)汽車(chē),后面司機(jī)都比前一輛車(chē)遲后0. 90s起動(dòng)汽車(chē),在該情況下,有多少輛車(chē)能通過(guò)路口?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖.其中,傳送帶足夠長(zhǎng),傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8,傳送帶的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪半徑相等,主動(dòng)輪軸頂端與運(yùn)煤車(chē)底板間的豎直高度H=1.8m,與運(yùn)煤車(chē)車(chē)箱中心的水平距離x=1.2m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)主動(dòng)輪時(shí)隨輪一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng).使煤塊在輪的最高點(diǎn)恰好水平拋出并落在車(chē)箱中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v
(2)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的半徑R;
(3)煤塊在傳送帶上由靜止開(kāi)始加速至與傳送帶速度相同所經(jīng)過(guò)的時(shí)間t.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖,在水平地面MN上方空間存在一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B ="1.0T的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,上邊界EF距離地面的高度H" =" 0.7m。正方形金屬線框abcd的質(zhì)量m" = 0.1kg、邊長(zhǎng)L = 0.1m,總電阻R =" 0.02Ω,線框的ab邊距離EF上方h" = 0.2m處由靜止開(kāi)始自由下落,abcd始終在豎直平面內(nèi)且ab保持水平。求線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab邊剛要落地的過(guò)程中(g取10m/s2):
⑴線框產(chǎn)生的焦耳熱Q;
⑵通過(guò)線框截面的電量q;
⑶通過(guò)計(jì)算畫(huà)出線框運(yùn)動(dòng)的v-t 圖象。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)駕駛證考試中的路考,在即將結(jié)束時(shí)要進(jìn)行目標(biāo)停車(chē),考官會(huì)在離停車(chē)點(diǎn)不遠(yuǎn)的地方發(fā)出指令,要求將車(chē)停在指定的標(biāo)志桿附近,終點(diǎn)附近的道路是平直的,依次有編號(hào)為A、B、C、D、E的五根標(biāo)志桿,相鄰桿之間的距離△L=16.0m。一次路考中,學(xué)員甲駕駛汽車(chē),學(xué)員乙坐在后排觀察并記錄時(shí)間,學(xué)員乙與車(chē)前端面的距離為△s=2.0m。假設(shè)在考官發(fā)出目標(biāo)停車(chē)的指令前,汽車(chē)是勻速運(yùn)動(dòng)的,當(dāng)學(xué)員乙經(jīng)過(guò)O點(diǎn)考官發(fā)出指令:“在D標(biāo)志桿目標(biāo)停車(chē)”,發(fā)出指令后,學(xué)員乙立即開(kāi)始計(jì)時(shí),學(xué)員甲需要經(jīng)歷 △t=0.5s的反應(yīng)時(shí)間才開(kāi)始剎車(chē),開(kāi)始剎車(chē)后汽車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),直到停止。學(xué)員乙記錄下自己經(jīng)過(guò)B、C桿時(shí)的時(shí)刻tB=5.50s,tC=7.50s。已知O、A間的距離LOA=69m。求:
(1)剎車(chē)前汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v0及汽車(chē)開(kāi)始剎車(chē)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a;
(2)汽車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)車(chē)頭前端面離D的距離。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(15分)交管部門(mén)強(qiáng)行推出了“電子眼”,機(jī)動(dòng)車(chē)違規(guī)現(xiàn)象大幅度減少.現(xiàn)有甲、乙兩汽車(chē)正沿同一平直馬路同向勻速行駛,甲車(chē)在前,乙車(chē)在后,行駛速度v0均為54km/h.當(dāng)兩車(chē)快要到十字路口時(shí),甲車(chē)司機(jī)看到紅燈亮起,于是緊急剎車(chē),乙車(chē)司機(jī)看到甲車(chē)剎車(chē)后也緊急剎車(chē)(乙車(chē)司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間=0.4s,反應(yīng)時(shí)間內(nèi)視為勻速運(yùn)動(dòng)).已知甲車(chē)、乙車(chē)緊急剎車(chē)時(shí)產(chǎn)生的加速度大小分別為、.
(1)若甲司機(jī)看到紅燈時(shí)車(chē)頭距警戒線,要避免闖紅燈,他的反應(yīng)時(shí)間不能超過(guò)多少?
(2)乙車(chē)剎車(chē)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間速度與甲車(chē)相等?
(3)為保證兩車(chē)在緊急剎車(chē)過(guò)程中不相撞,甲、乙兩車(chē)剎車(chē)前的距離x0至少多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
在建筑裝修中,工人用質(zhì)量為=5.0 kg的磨石A對(duì)傾角θ=37°的斜壁進(jìn)行打磨,A與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=O.5,如圖所示,當(dāng)對(duì)A加豎直向上推力F=60 N時(shí),則磨石A從靜止開(kāi)始沿斜壁向上運(yùn)動(dòng)2 m(斜壁長(zhǎng)2 m)所需時(shí)間為多少?(g取10 m/s2,sin37°=O.6,cos37°=0.8)
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