如圖1所示，在2010上海世博會(huì)上，拉脫維亞館的風(fēng)洞飛行表演，令參觀者大開眼界，最吸引眼球的就是正中心那個(gè)高為H=10m，直徑D=4m的透明“垂直風(fēng)洞”．風(fēng)洞是人工產(chǎn)生和控制的氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動(dòng)．在風(fēng)力作用的正對(duì)面積不變時(shí)，風(fēng)力F=0.06v2（v為風(fēng)速）．在本次風(fēng)洞飛行上升表演中，表演者的質(zhì)量m=60kg，為提高表演的觀賞性，控制風(fēng)速v與表演者上升的高度h間的關(guān)系如圖2所示．g=10m/s2．求：
（1）設(shè)想：表演者開始靜臥于h=0處，再打開氣流，請(qǐng)描述表演者從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（2）表演者上升達(dá)最大速度時(shí)的高度h1；
（3）表演者上升的最大高度h2；
（4）為防止停電停風(fēng)事故，風(fēng)洞備有應(yīng)急電源，若在本次表演中表演者在最大高度h2時(shí)突然停電，為保證表演者的人身安全，則留給風(fēng)洞自動(dòng)接通應(yīng)急電源滯后的最長時(shí)間tm．（設(shè)接通應(yīng)急電源后風(fēng)洞一直以最大風(fēng)速運(yùn)行）
分析：（1）表演者開始靜臥于h=0處，再打開氣流，受到向上的風(fēng)力和重力作用，向上做加速運(yùn)動(dòng)．根據(jù)圖象，分析風(fēng)力的變化，由牛頓第二定律確定加速度的變化．
（2）表演者在上升過程中當(dāng)風(fēng)力與重力平衡時(shí)，速度達(dá)到最大值．由圖2得出v與h的關(guān)系式，代入風(fēng)力F=0.06v2，得到F與h的關(guān)系，由平衡條件求出高度h1．
（3）根據(jù)F與h的關(guān)系求出表演者上升過程中風(fēng)力做的功，再由動(dòng)能定理求出表演者上升的最大高度h2．
（4）應(yīng)急電源接通前，表演者先做自由落體運(yùn)動(dòng)；當(dāng)應(yīng)急電源接通后，做勻減速運(yùn)動(dòng)，恰好落到風(fēng)洞底部時(shí)速度為零．根據(jù)牛頓第二定律和位移公式結(jié)合求出tm．
解答：解：（1）表演者開始靜臥于h=0處，再打開氣流，受到向上的風(fēng)力和重力作用，先向上做加速運(yùn)動(dòng)．由圖知，v2（v為風(fēng)速）減小，風(fēng)力F=0.06v2，則風(fēng)力減小，故表演者的加速度加速度減小．當(dāng)風(fēng)力小于重力時(shí)，表演者做減速運(yùn)動(dòng)，加速度增大，故先向上做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，后向上做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零．
（2）由圖2可知v2=1.2×104-500h
則風(fēng)力 F=0.06v2=7.2×102-30h
當(dāng)表演者在上升過程中的最大速度vm時(shí)有F=mg
代入數(shù)據(jù)得h1=4m．
（2）對(duì)表演者，由動(dòng)能定理得  WF-mgh2=0
因WF與h成線性關(guān)系，風(fēng)力做功WF=
F 0+Fh2
2
h2
由F=0.06v2=7.2×102-30h得
 h=0時(shí)，F(xiàn)0=7.2×102N
 h=h2時(shí)，F(xiàn)h2=7.2×102-30h2，m=60kg
代入數(shù)據(jù)化解得h2=8m  
（3）當(dāng)應(yīng)急電源接通后以風(fēng)洞以最大風(fēng)速運(yùn)行時(shí)滯后時(shí)間最長，
表演者減速的加速度為a=
Fm-mg
m
=2m/s2  
表演者從最高處到落地過程有H=
1
2
g
t
2
m
+
(gtm)2
2a

代入數(shù)據(jù)化簡得tm=
2
15
15
s≈0.52s．
答：（1）設(shè)想：表演者開始靜臥于h=0處，再打開氣流，表演者先向上做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，后向上做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零．
（2）表演者上升達(dá)最大速度時(shí)的高度h1是4m．
（3）表演者上升的最大高度h2是8m．
（4）留給風(fēng)洞自動(dòng)接通應(yīng)急電源滯后的最長時(shí)間tm是0.52s．
點(diǎn)評(píng)：本題根據(jù)圖象寫出解析式，充分利用圖象的信息是本題的關(guān)鍵．當(dāng)力與位移成線性變化時(shí)可用力的平均值與位移乘積求變化做功．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50Hz，記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖8所示，在紙帶上標(biāo)記0、1、2、3、4、5、6、7共8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（圖中計(jì)數(shù)點(diǎn)6、7沒有畫出），相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，其零點(diǎn)跟計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”對(duì)齊．
（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是
C
C

A．長木板一定要水平擺放，不能一端高一端低
B．在紙帶上選計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)必須從打下的第一個(gè)點(diǎn)算起
C．應(yīng)先接通電源，再釋放小車
D．作v-t圖時(shí)，所描出的線必須經(jīng)過每一個(gè)點(diǎn)
（2）把從圖8中讀出的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5跟0點(diǎn)的距離填入下列表格中．
距離 d1 d3 d5
測量值/cm
1.20
1.20
5.40
5.40
12.00
12.00
（3）小車通過計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度為v2=
0.21
0.21
 m/s．（保留二位有效數(shù)字）
（4）粗測小車的加速度是a=
0.60
0.60
 m/s2．
（5）該同學(xué)在測量的時(shí)候忘記將計(jì)數(shù)點(diǎn)7到0點(diǎn)的距離記錄下來，根據(jù)前面的數(shù)值，可以推算出計(jì)數(shù)點(diǎn)7到0的距離為
21.00
21.00
cm．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某同學(xué)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量一薄金屬圓板的直徑D，用螺旋測微器測量其厚度d，示數(shù)如圖所示．由圖可讀出D=
50.80
50.80
mm，d=
3.774
3.774
mm．
（2）用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)．
①對(duì)于實(shí)驗(yàn)的操作要求，下列說法正確的是
AD
AD

A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B．斜槽軌道必須光滑
C．斜槽軌道末端可以不水平
D．要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
E．為了比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點(diǎn)連接起來
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡．部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示．圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為l，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個(gè)點(diǎn)，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等．若已測知拋出后小球在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g．可求出小球從P1運(yùn)動(dòng)到P2所用的時(shí)間為
2
l
g
2
l
g
，小球拋出后的水平速度為
3
gl
3
gl
．
⑤
（3）興趣小組為測一遙控電動(dòng)小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①用天平測出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.4kg；
②將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖1所示安裝；
③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）；
④使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，待小車靜時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（設(shè)小車在整個(gè)過程中小車所受的阻力恒定）．
在上述過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖2所示．請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題（計(jì)算結(jié)果取三位有效數(shù)字）：
（1）該電動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的最大速度為
1.50
1.50
m/s；
（2）該電動(dòng)小車被關(guān)閉電源后加速度大小為
2.00
2.00
m/s2；
（3）該電動(dòng)小車的額定功率為
1.20
1.20
W．

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科目：高中物理 來源：2011屆福建省三明二中高三第二次模擬考試（理綜）物理試題 題型：實(shí)驗(yàn)題

Ⅰ．某物理課外小組想探究“帶風(fēng)帆的玩具小車所受的阻力與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系”，他們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究：
(1)猜想：
①f阻與車的速度v無關(guān)    ②f阻∝v      ③f阻∝v2
(2)探究步驟
①將帶有風(fēng)帆的玩具小車、己連接好電源的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶按如圖甲所示安裝在光滑傾斜的長木板上：②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源(電源頻率f=50Hz)，使玩具小車從靜止開始加速運(yùn)動(dòng)，足夠長的時(shí)間后關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；③改變長木板的傾角，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：請(qǐng)你根據(jù)該小組的探究完成下列的問題：

(Ⅰ)圖乙是傾角θ=10°的一條打點(diǎn)紙帶，通過計(jì)算完成表中對(duì)應(yīng)的空白項(xiàng)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)
木板傾角θ
sinθ
小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v(m/s)
小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的平方v2(m/s)2
1
4°
0.07
0.60
0.36
2
10°
0.18
 
 
3
24°
0.41
3.51
12.32
4
36°
0.59
5.06
25.60
5
48°
0.74
6.34
40.20
6
60°
0.87
 
 
(Ⅱ)通過觀察表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試寫出傾角θ=60°時(shí)小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度并填在表中對(duì)應(yīng)的空白處。
(Ⅲ)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的觀察分析，玩具小車所受的阻力與運(yùn)動(dòng)速度的定性關(guān)系是                                    。
Ⅱ．“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，a、b、c、d是四種不同的金屬絲。

現(xiàn)有幾根康銅合金絲和鎳鉻合金絲，其規(guī)格如下表所示。
編號(hào)
材料
長度(m)
橫截面積(mm2)
A
鎳鉻合金
0.8
0.8
B
鎳鉻合金
0.5
0.5
C
鎳鉻合金
0.3
0.5
D
鎳鉻合金
0.3
1.0
E
康銅絲
0.3
0.5
F
康銅絲
0.8
0.8
 
（1）電路圖中四種金屬絲a、b、c分別為上表中編號(hào)為C、B、D的金屬絲，則d應(yīng)選上表中的_____________(用表中編號(hào)A、B、C、D、E、F表示)。
（2） 為測量某一種電阻絲單位長度上的電阻R0，某同學(xué)利用一段帶有滑動(dòng)片P且粗細(xì)均勻的電阻絲AB和下列器材做實(shí)驗(yàn)：圖為某次測量電阻絲長度和直徑示意圖，甲圖為20等分的游標(biāo)卡尺，讀數(shù)為        mm；乙圖為螺旋測微器，讀數(shù)為      mm。
其余器材如下：
A．電流表：500mA、4Ω；
B．電阻箱R/：最大阻值99.9Ω，阻值最小變量為0.1Ω；
C．定值電阻R：阻值為1.2Ω；
D．電源：電動(dòng)勢為6V，內(nèi)阻r=0.4Ω；
E．開關(guān)S、導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)時(shí)采用如圖所示電路（虛線框中電路未畫出），滑動(dòng)片P與電阻絲接觸良好，且AP長記為L，其他導(dǎo)線電阻不計(jì)。改變電阻絲連入電路的長度L，分別測出通過電阻絲的電流值如下表：
 
1
2
3
4
5
L/m
0.5000
0.4000
0.3000
0.2000
0.1000
I/A
0.83
0.96
1.11
1.39
1.78
/A－1
1.20
1.04
0.90
0.72
0.56
根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，該同學(xué)作出了電阻絲的圖象，如圖所示。

①請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)電路圖中虛線框中電路補(bǔ)充完整。要求：無論P(yáng)滑至何處，電流表均安全，并且能盡可能準(zhǔn)確地測出上表中的電流值。

②由圖像得出該電阻絲單位長度上的電阻R0=______Ω/m。此時(shí)電阻箱R’連入電路的阻_____Ω。

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科目：高中物理 來源： 題型：

用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（交流電頻率為50Hz）：

（1）如圖2所示實(shí)驗(yàn)儀器為電火花計(jì)時(shí)器，下列關(guān)于其工作電壓判斷正確的是 ▲__

A．交流電源6V　　　　　　　　　　　　　　　 B．直流電源6V

C．交流電源220V　　　　　　　　　　　　　 D．直流電源220V

（2）下圖3所示是某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，他在紙帶上取A、B、C、D、E、F、G等7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出），將毫米刻度尺放在紙帶上。

根據(jù)下圖可知，打下E點(diǎn)時(shí)小車的速度為 ▲__m/s．小車的加速度為 ▲_m/s2。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）另一同學(xué)在該實(shí)驗(yàn)中得到如下一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（表中F表示細(xì)線對(duì)小車的拉力，a表示小車的加速度）：

0.196

0.294

0.392

0.490

0.588

0.25

0.58

0.90

1.20

1.53

　　�、僬�(qǐng)?jiān)诖痤}紙所示圖4的坐標(biāo)系中作出a-F圖象；

②根據(jù)圖表分析，實(shí)驗(yàn)操作中存在的問題可能是　 ▲___（填字母序號(hào)）

　 　　　A．平衡摩擦力時(shí)木板傾角過小

　　 　　B．平衡摩擦力時(shí)木板傾角過大

　　　 　C．小車質(zhì)量太大

　　　 D．鉤碼的質(zhì)量太大


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科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年高二（上）模塊物理試卷（選修3-1）（解析版） 題型：解答題

為了測量某電池的電動(dòng)勢E（約為3V）和內(nèi)阻r，可供選擇的器材如下：
A．電流表G1（2mA 100Ω）
B．電流表G2（1mA 內(nèi)阻未知）
C．電阻箱R1（0～999.9Ω）
D．電阻箱R2（0～9999Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R3（0～10Ω 1A）
F．滑動(dòng)變阻器R4（0～1 000Ω 10mA）
G．定值電阻R（800Ω 0.1A）
H．待測電池
I．導(dǎo)線、電鍵若干
（1）采用如圖1所示的電路，測定電流表G2的內(nèi)阻，得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示：
I1（mA）0.400.811.201.592.00
I2（mA）0.200.400.600.801.00
根據(jù)測量數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D2坐標(biāo)中描點(diǎn)作出I1-I2圖線．由圖得到電流表G2的內(nèi)阻等于______Ω．
（2）在現(xiàn)有器材的條件下，測量該電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，采用如圖3所示的電路，圖中滑動(dòng)變阻器①應(yīng)該選用給定的器材中______，電阻箱②選______（均填寫器材代號(hào)）．
（3）根據(jù)圖3所示電路，請(qǐng)?jiān)趫D4中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．

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