一質(zhì)量為50kg的男孩在距離河流40m高的橋上做“蹦極跳”,原長AB為14m的彈性繩一端縛著他的雙腳,另一端則固定在橋上的A點,如圖(a)所示,然后男孩從橋面下墜直至貼近水面的最低點D.男孩的速率v跟下墜的距離h的變化關(guān)系如圖(b)所示.假定繩在整個運動過程中遵守胡克定律,不考慮空氣阻力、男孩的大小和繩的質(zhì)量,g取10m/s2
(1)求繩的勁度系數(shù);
(2)討論男孩在AB、BC和CD期間運動時繩作用于男孩的力的情況.
分析:男孩下落開始拉伸繩子后,重力大于彈力,做加速運動,當重力等于彈力時,孩子的速度最大,從圖象可知此時繩長22m,即伸長8m,由胡克定律求出k.
解答:解:(1)男孩下落開始拉伸繩子后,當重力等于彈力時,孩子的速度最大,從圖象可知此時繩長22m,即伸長為x=8m,由G=kx,
知k=
G
x
=
50×10
8
=62.5N/m
(2)繩作用于男孩的力的情況是:
AB段:小孩做自由落體運動,無作用力;
BC段:小孩做加速運動,BC段作用力增大,但小于mg;
CD段:小孩做減速運動,作用力增大且大于mg.
答:
(1)繩的勁度系數(shù)是62.5N/m.
(2)繩作用于男孩的力的情況是:AB段無作用力,BC段作用力增大,但小于mg,CD段作用力增大且大于mg.
點評:本題考查了胡克定律的應用,關(guān)鍵要對物體進行正確的受力分析,明確運動性質(zhì).
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

一質(zhì)量為50kg的男孩在距離河流40m高的橋上做“蹦極跳”,原長長度為14m的彈性繩AB一端系著他的雙腳,另一端則固定在橋上的A點,如圖(a)所示,然后男孩從橋面下墜直至貼近水面的最低點D.男孩的速率v跟下墜的距離h的變化關(guān)系如圖(b)所示,假定繩在整個運動過程中遵守胡克定律(不考慮空氣阻力、男孩的大小和繩的質(zhì)量,g取10m/s2).求:
(1)當男孩在D點時,繩所儲存的彈性勢能;
(2)繩的勁度系數(shù);
(3)討論男孩在AB、BC和CD期間運動時作用于男孩的力的情況.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)(A)(選修模塊3-3)
(1)以下有關(guān)熱現(xiàn)象說法正確的是
A.擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關(guān),所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動
B.氣體分子的平均動能增大,氣體的壓強一定增大
C.兩個分子從遠處逐漸靠近,直到不能再靠近為止的過程中,分子間相互作用的合力先變大、后變小,再變大
D.第二類永動機不可能制成是因為它違反了熱力學第二定律
(2)如圖表示一定質(zhì)量的某氣體在不同溫度下的兩條等溫線.圖中等溫線Ⅰ對應的溫度比等溫線Ⅱ?qū)臏囟纫?!--BA-->
 
(填“高”或“低”).在同一等溫線下,如果該氣體的壓強變?yōu)樵瓉淼?倍,則氣體的體積應變?yōu)樵瓉淼?!--BA-->
 
倍.
(3)在舉重比賽前,輕量級運動員常在高溫、高濕的環(huán)境中通過大量排汗而達到減少體重的目的.已知一質(zhì)量為50kg的運動員在賽前的某次訓練中因汗水的蒸發(fā)而釋放出的熱量,可使跟運動員同質(zhì)量的水升高8.0℃.假設汗水均從運動員的身上蒸發(fā)掉而沒有流掉,常溫常壓下水的汽化熱L和比熱容C分別為2.4×106J/kg和4.2×103J/kg?K.試估算在該次訓練中運動員體重的減少量.

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科目:高中物理 來源:桂壯紅皮書·高考總復習系列·高考紅皮書·物理 題型:038

一質(zhì)量為50kg的男孩在距離河面40m高的橋上做“蹦極跳”,未拉伸前長度為15m的彈性繩一端縛著他的雙腳,另一端則固定在橋上的A點,如圖所示,男孩然后從橋面下落直至水面的D點(最低點),假定繩在整個運動中遵守胡克定律(不計空氣阻力、男孩的大小和繩的質(zhì)量).求:

(1)(a)當男孩在D點時,求繩所存儲的彈性勢能.

   (b)繩的勁度系數(shù)是多少?

(2)男孩的速率v跟下落的距離s的變化如圖(b)所示,男孩在C點時的速率最大.

   (a)就男孩在AB,BC和CD期間的運動,試討論作用于男孩的力.

   (b)從繩剛開始拉伸,直至男孩到達最低點D,男孩的運動可視為簡諧運動,他的平衡位置離橋多遠?求他的振幅.

   (c)計算男孩由C下落至D所需的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

一質(zhì)量為50kg的男孩在距離河流40m高的橋上做“蹦極跳”,原長AB為14m的彈性繩一端縛著他的雙腳,另一端則固定在橋上的A點,如圖(a)所示,然后男孩從橋面下墜直至貼近水面的最低點D.男孩的速率v跟下墜的距離h的變化關(guān)系如圖(b)所示.假定繩在整個運動過程中遵守胡克定律,不考慮空氣阻力、男孩的大小和繩的質(zhì)量,g取10m/s2
(1)求繩的勁度系數(shù);
(2)討論男孩在AB、BC和CD期間運動時繩作用于男孩的力的情況.

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