【題目】如圖所示,甲為操場(chǎng)上一質(zhì)量不計(jì)的豎直滑竿,滑竿上端固定,下端懸空,為了研究學(xué)生沿竿下滑的情況,在竿的頂部裝有一拉力傳感器,可顯示竿的頂端所受拉力的大小,F(xiàn)有一學(xué)生手握滑竿,從竿的上端由靜止開(kāi)始下滑,下滑5s后這個(gè)學(xué)生的下滑速度為零,并用手緊握住滑竿保持靜止不動(dòng)。以這個(gè)學(xué)生開(kāi)始下滑時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn),傳感器顯示的力隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。求:

1)該學(xué)生下滑過(guò)程中的最大速度;

25s內(nèi)該學(xué)生下滑的距離。

【答案】1)因?yàn)闂U頂端所受拉力大小與桿對(duì)這名學(xué)生拉力的大小相等,所以傳感器顯示的力大小即為桿對(duì)這名學(xué)生的拉力。

由圖像可知,0~1s內(nèi),桿對(duì)學(xué)生的拉力F1=380N;第5s后,桿內(nèi)學(xué)生的拉力F3=500N,此時(shí)學(xué)生處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)學(xué)生在0~1s內(nèi)的加速度為a,取向下為正方向,由牛頓第二定律知,在0~1s內(nèi):

5s后:

①②可解得: a=2.4m/s2

可知,這名學(xué)生在下滑的第1秒內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。而由圖像可知,第1~5s內(nèi),桿對(duì)學(xué)生的拉力F2>mg,加速度方向豎直向上,學(xué)生做勻減速直線運(yùn)動(dòng),所以

1s末,這名學(xué)生達(dá)到最大速度

="2.4m/s " 4

2)設(shè)這名學(xué)生第1s內(nèi)加速下滑的距離為x1,第1~5s內(nèi)減速下滑的距離為x2,則有

所以5s內(nèi)該學(xué)生下滑的距離="6.0m " 4

【解析】試題(1)因?yàn)闂U頂端所受拉力大小與桿對(duì)這名學(xué)生拉力的大小相等,所以傳感器顯示的力大小即為桿對(duì)這名學(xué)生的拉力.

由圖象可知,01s內(nèi),桿對(duì)學(xué)生的拉力F1=380N;第5s后,桿內(nèi)學(xué)生的拉力F3=500N,此時(shí)學(xué)生處于靜止?fàn)顟B(tài).

設(shè)學(xué)生在01s內(nèi)的加速度為a,取向下為正方向,由牛頓第二定律知,

01s內(nèi):mg-F1=ma…①

5s后:mg-F3=0…②

①②可解得:a=24m/s2

可知,這名學(xué)生在下滑的第1秒內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng).而由圖象可知,第15s內(nèi),桿對(duì)學(xué)生的拉力F2mg,加速度方向豎直向上,學(xué)生做勻減速直線運(yùn)動(dòng),所以第1s末,這名學(xué)生達(dá)到最大速度v=at=24m/s

2)設(shè)這名學(xué)生第1s內(nèi)加速下滑的距離為x1,第15s內(nèi)減速下滑的距離為x2,則有

所以5s內(nèi)該學(xué)生下滑的距離x=x1+x2=60m

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】河寬300m,水流速度為,小船在靜水中的速度為,問(wèn)

(1)以最短時(shí)間渡河,時(shí)間為多少?可達(dá)距出發(fā)點(diǎn)下游多遠(yuǎn)處?

(2)以最短航程渡河,渡河時(shí)間又為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,絕緣光滑軌道AB部分為傾角為30°的斜面,AC部分為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌道,斜面與圓軌道相切。整個(gè)裝置處于場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m的小球,帶正電荷量為,要使小球能安全通過(guò)圓軌道,O點(diǎn)的初速度應(yīng)為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖8所示,在粗糙水平臺(tái)階上靜止放置一質(zhì)量m=0.5 kg的小物塊它與水平臺(tái)階表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,且與臺(tái)階邊緣O點(diǎn)的距離s=5 m.在臺(tái)階右側(cè)固定了一個(gè)以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓弧形擋板,并以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系.現(xiàn)用F=5 N的水平恒力拉動(dòng)小物塊,一段時(shí)間后撤去拉力,小物塊最終水平拋出并擊中擋板(g=10 m/s2).

(1)若小物塊恰能擊中擋板的上邊緣P點(diǎn),P點(diǎn)的坐標(biāo)為(1.6 m,0.8 m),求其離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的速度大;

(2)為使小物塊擊中擋板,求拉力F作用的距離范圍;

(3)改變拉力F的作用時(shí)間使小物塊擊中擋板的不同位置,求擊中擋板時(shí)小物塊動(dòng)能的最小值.(結(jié)果可保留根式)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖,圖乙是實(shí)驗(yàn)后在白紙上作的圖.

(1)固定斜槽軌道時(shí)應(yīng)注意使________________________________________________.

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需經(jīng)過(guò)多次釋放小球才能描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意___________.

(3)根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù),可計(jì)算出v0______ m/s.(g9.8 m/s2)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(16分)為了研究過(guò)山車(chē)的原理,某物理小組提出了下列的設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角為,長(zhǎng)為的傾斜軌道AB,通過(guò)微小圓弧與長(zhǎng)為的水平軌道BC相連,然后在C處設(shè)計(jì)一個(gè)豎直完整的光滑圓軌道,出口為水平軌道D,如圖所示,F(xiàn)將一個(gè)小球從距A點(diǎn)高為h="0.9" m的水平臺(tái)面上以一定的初速度水平彈出,到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知小球與ABBC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。10m/s2,求:

1)小球初速度的大。

2)小球滑過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速率;

3)要使小球不離開(kāi)軌道,則豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一粗糙絕緣豎直面與兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線重合,A、O、B為該豎直面上的三點(diǎn),O為等量異種點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),AO=BO.現(xiàn)有帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小物塊從A點(diǎn)以初速度v0B滑動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為0, ( )

A. AB,小物塊的加速度一直減小,到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速率為

B. AB,小物塊的加速度先增大后減小,到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為

C. 小物塊一定帶負(fù)電荷,AB電勢(shì)能先減小后增大

D. AB,小物塊的電勢(shì)能一直減小,受到的電場(chǎng)力先增大后減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)補(bǔ)充完整下列實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容:

(1)用天平測(cè)量小車(chē)和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤(pán)的質(zhì)量m0;用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d,按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,用米尺測(cè)量出兩光電門(mén)之間的距離為s

(2)在砝碼盤(pán)中放入適量砝碼;適當(dāng)調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,直到輕推小車(chē),遮光片先后經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B的時(shí)間相等。

(3)取下細(xì)線和砝碼盤(pán),記下________(填寫(xiě)相應(yīng)物理量及其符號(hào))。

(4)讓小車(chē)從靠近滑輪處由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B所用的時(shí)間ΔtAΔtB。

(5)步驟(4)中,小車(chē)從光電門(mén)A下滑至光電門(mén)B過(guò)程合外力做的總功W________,小車(chē)動(dòng)能變化量ΔEk________(用上述步驟中的物理量表示,重力加速度為g),比較WΔEk的值,找出兩者之間的關(guān)系。

(6)重新掛上細(xì)線和砝碼盤(pán),改變砝碼盤(pán)中砝碼質(zhì)量,重復(fù)(2)~(5)步驟。

(7)本實(shí)驗(yàn)中,以下操作或要求是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________

A.盡量減小兩光電門(mén)間的距離s

B.調(diào)整滑輪,使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

C.砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,A、B粗糙兩木塊緊靠一起且靜止于光滑水平面上,木塊C以一定的初速度v0從木塊A的左端開(kāi)始向右滑行,最后停在木塊B的右端。對(duì)此過(guò)程下列敘述正確的是

A. 當(dāng)CA上滑行時(shí),A、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B. 當(dāng)CB上滑行時(shí),B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

C. CB上滑行時(shí),A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒

D. CA、B上滑行時(shí),三個(gè)木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量都守恒

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案