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某同學設計了一個測量長距離電動扶梯加速度的實驗，實驗裝置如圖1所示．將一電子健康秤置于水平的扶梯臺階上，實驗員站在健康秤上相對健康秤靜止．使電動扶梯由靜止開始斜向上運動，整個運動過程可分為三個階段，先加速、再勻速、最終減速停下．已知電動扶梯與水平方向夾角為37°．重力加速g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．某次測量的三個階段中電子健康秤的示數F隨時間t的變化關系，如圖2所示．
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（1）畫出加速過程中實驗員的受力示意圖；
（2）求該次測量中實驗員的質量m；
（3）求該次測量中電動扶梯加速過程的加速度大小a1和減速過程的加速度大小a2．
分析：對運動員受力分析，畫出示意圖；
勻速過程中電子稱的示數可以得到運動員的質量；
根據牛頓第二定律列方程求加速和減速過程的加速度大�。�
解答：解：（1）對運動員受力分析，畫出示意圖如右圖：
（2）3-6s電梯勻速運動，實驗員受力平衡精英家教網
F=mg=600N，
得：m=60kg         
（3）加速階段，對豎直方向，根據牛頓第二定律：
F-mg=ma1sin37°  
得：a1=
5
9
=0.56m/s2    
同理減速時，根據牛頓第二定律
mg-F′=ma2sin37°
a2=
5
12
=0.42m/s2
答：（1）畫出加速過程中實驗員的受力示意圖如圖；
（2）該次測量中實驗員的質量m為60kg；
（3）該次測量中電動扶梯加速過程的加速度大小a1為0.56m/s2，減速過程的加速度大小a2為0.42m/s2．
點評：本題考查牛頓第二定律的應用，關鍵是由題目給出F-t圖象獲取信息，知道向上加速為超重，向上減速處于失重．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學設計了一個測量物體質量的裝置，如圖所示，其中P是光滑水平面，A是質量為M的帶夾子的已知質量金屬塊，Q是待測質量的物體（可以被A上的夾子固定）．已知該裝置的彈簧振子做簡諧運動的周期為T=2π
m
k
（數量級為100s），其中m是振子的質量，K是與彈簧的勁度系數有關的常數．
（1）為了達到實驗目的還需要提供的實驗器材是：
秒表
秒表
；
（2）簡要寫出測量方法及所需測量的物理量（用字母表示）
①
不放Q時用秒表測出振子振動30次的時間t1；（或者測出振子的周期T1）
不放Q時用秒表測出振子振動30次的時間t1；（或者測出振子的周期T1）
；
②
將Q固定在A上，用秒表測出振子振動30次的時間t2（或者測出振子的周期T2
將Q固定在A上，用秒表測出振子振動30次的時間t2（或者測出振子的周期T2
；
（3）用所測物理量和已知物理量求解待測物體質量的計算式為m=
t22-t12
t12
M或
T22-T12
T12
M；
t22-t12
t12
M或
T22-T12
T12
M；
；
（4）如果這種裝置與天平都在太空站中使用，則
B
B

A．這種裝置不能用來測質量，天平仍可以用來測質量
B．這種裝置仍可以用來測質量，天平不能用來測質量
C．這種裝置和天平都可以用來測質量
D．這種裝置和天平都不能用來測質量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?懷化二模）在研究性學習中，某同學設計了一個測量導電紙的導電膜厚度的實驗，該同學從資料上查得導電紙導電膜材料的電阻率為ρ，并利用下列器材完成了這個實驗：
A．電源E（電動勢為12V，內阻不計）
B．木板N（板上放有導電紙一張，導電膜向上），兩個金屬條a、b（平行放置在導電紙上，與導電紙接觸良好，用作電極，其電極長度與導電紙寬度相同）
C．滑線變阻器R（其總阻值小于兩平行電極間導電紙的電阻）
D．毫米刻度尺
E．電壓表V（量程為6V，內阻約3kΩ）
F．電流表A（量程為0.6A，內阻忽略不計）
G．開關K，導線若干．
①請用上述器材設計實驗電路．在虛線框中畫出實驗電路原理圖．
②實驗中應測定的物理量是：
導電膜的長度L1、寬度L2、電壓表示數U、電流表示數I
導電膜的長度L1、寬度L2、電壓表示數U、電流表示數I
．
③計算導電膜厚度h的公式是：
h=
ρL1I
L2U
h=
ρL1I
L2U
．（用ρ和測得物理量的符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網（1）某同學設計了一個測量物體質量的裝置，如圖1所示，其中P是光滑水平軌道，A是質量為M的帶夾子的已知質量金屬塊，Q是待測質量的物體（可以被A上的夾子固定）．已知該裝置的彈簧振子做簡諧運動的周期為T=2π
m/k
，其中m是振子的質量，k是與彈簧的勁度系數有關的常數．
①簡要寫出測量方法及所需測量的物理量（用字母表示）
A．
 

B．
 

②用所測物理量和已知物理量求解待測物體質量的計算式為m=
 
．
（2）物體因繞軸轉動而具有的動能叫轉動動能，轉動動能的大小與物體轉動的角速度有關．如圖2所示，為了研究某一砂輪的轉動動能Ek與角速度ω和關系，可采用下述方法：先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉，測行其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，由于克服轉軸間摩擦力做功，砂輪最后停下．測出脫離動力到停止轉動砂輪轉過的轉數n，測得幾組不同的ω和n如下表所示：
ω（rad/s） 0.5 1 2 3 4
N 5 20 80 180 320
Ek（J）
另外已測得砂輪轉軸的直徑為1cm，轉軸間的摩擦力為
10
π
N．
①試計算出每次脫離動力時砂輪的轉動動能，并填入上表中
②試由上述數據推導出該砂輪轉動動能Ek與角速度ω的關系式Ek=
 

③若脫離動力后砂輪角速度為2.5rad/s，則它轉過45轉后角速度為
 
rad/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ（1）某同學設計了一個測量物體質量的裝置，如圖1所示，其中P是光滑水平面，A是質量為M的帶夾子的已知質量金屬塊，Q是待測質量的物體．已知該裝置的彈簧振子做簡諧振動的周期為T=2π
m
k
，其中m是振子的質量，K是與彈簧的勁度系數有關的常數，當只有A物體振動時，測得其振動周期為T1，將待測物體Q固定在A上后，測得振動周期為T2，則待測物體的質量為
 
．
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如果這種裝置與天平都在太空站中使用，
A．天平仍可以用來測質量，這種裝置不能用來測質量
B．這種裝置仍可以用來測質量，天平不能用來測質量
C．這種裝置和天平都可以用來測質量
D．這種裝置和天平都不能用來測質量
（2）某課題研究小組，收集了數碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池，及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈．現從這些材料中選取兩個待測元件，一是電阻R0（約為2kΩ），二是手機中常用的鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）．在操作臺上還準備了如下實驗器材：
A．電壓表V（量程4V，電阻RV約為4.0kΩ）
B．電流表A1（量程100mA，電阻RA1約為5Ω）
C．電流表A2（量程2mA，電阻RA2約為50Ω）
D．滑動變阻器R1（0～20Ω，額定電流1A）
E．電阻箱R2（0～999.9Ω，最小分度值0.1Ω）
F．開關S一只、導線若干
Ⅱ（1）為了測定電阻R0的阻值，小組的一位成員，設計了如圖2所示的電路原理圖并選取了相應的器材（電源用待測的鋰電池），其設計或器材選取中有不妥之處，你認為應該怎樣調整？
 
．
（2）在實際操作過程中，發(fā)現滑動變阻器R1、電流表A1已損壞，請用余下的器材測量鋰電池的電動勢E和內阻r．
①請你在圖3方框中畫出實驗電路圖（標注所用器材符號）
②為了便于分析，一般采用線性圖象處理數據，請寫出與線性圖象對應的相關物理量間的函數關系式
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學設計了一個測量金屬絲電阻率的實驗方案，實驗室提供的器材有：
A．電流表G（內阻Rg=99Ω，滿偏電流Ig=3mA）
B．電流表A（內阻約為0.2Ω，量程為0?0.6A）
C．螺旋測微器
D．電阻箱R0（0-9999Ω，0.5A）
E．滑動變阻器R（5Ω，2A）
F．干電池組（6V，0.05Ω）
G．一個開關和導線若干
他進行了以下操作：
（1）用多用電表粗測金屬絲的阻值：當用“x1OΩ”擋時發(fā)現指針偏轉角度過大，他應該換用
 
擋（填“x1Ω”或“x1OOΩ”），換擋并進行一系列正確操作后，指針靜止時如圖1所示，則金屬絲的阻值約為
 
Ω．
（2）該同學為了較精確測量金屬絲的阻值，設計了如圖2實驗電路，其中將電流表G 與電阻箱串聯(lián)改裝成量程為0～3V的電壓表，則電阻箱的阻值應調為R0=
 
Ω．請根據提供的器材和實驗需要，將該同學設計的電路圖補畫完整．
（3）實驗數據的測量與電阻率的計算，如果金屬絲的長度用L表示，直徑用d表示，電路閉合后，調節(jié)滑動變阻器的滑片到合適位置，電流表C的示數為I1，電流表A的 示數為I2，請用已知量和測量量寫出計算金屬絲電阻率的表達式ρ
 
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