【题目】如图甲所示,某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物,运用传感器(未在图中画出)测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F,并描绘出v-图象。假设某次实验所得的图象如图乙所示,其中线段AB与v轴平行,它反映了被提升重物在第一个时间段内v和的关系;线段BC的延长线过原点,它反映了被提升重物在第二个时间段内v和的关系;第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持不变,因此图象上没有反映。实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物体做匀速运动。取重力加速度g=10m/s2,绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计。
(1)在提升重物的过程中,除了重物的质量和所受重力保持不变以外,在第一个时间段内和第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变。请分别指出第一个时间段内和第二个时间段内所有其他保持不变的物理量,并求出它们的大小;
(2)求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内通过的总路程。
【答案】(1)第一时间段内重物所受拉力保持不变F1=6.0N,第二段时间内拉力的功率保持不变P=12W (2)3.15m
【解析】
(1)由v-图象可知,第一时间段内重物所受拉力保持不变,且F1=6.0N;因第一时间段内重物所受拉力保持不变,所以其加速度也保持不变,设其大小为a,
根据牛顿第二定律有F1-G=ma
重物速度达到vC=3.0m/s时,受平衡力,即G=F2=4.0N
由此解得重物的质量m==0.40kg
联立解得a=5.0m/s2
在第二段时间内,图线斜率不变,则拉力的功率保持不变P=Fv=12w
(2)设第一段时间为t1,重物在这段时间内的位移为x1,则,
设第二段时间为t2,t2=t-t1=1.0s
重物在t2这段时间内的位移为x2,根据动能定理有Pt2-Gx2=
解得x2=2.75m
所以被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程x=x1+x2=3.15m
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【题目】如图所示,物体A和B的质量均为m,且分别用轻绳连接跨过定滑轮(不计绳子与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)。当用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中( )
A. 物体A做匀加速直线运动
B. 绳的拉力始终大于物体A的重力
C. 绳子对A的拉力逐渐增大
D. 地面对物体B的支持力逐渐增大
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【题目】在一次低空跳伞训练中,当直升飞机悬停在离地面H=300 m高处时,伞兵离开飞机竖直向下做初速度为0,加速度为10 m/s2的匀加速直线运动,运动一段时间后,打开降落伞,展伞后伞兵以15 m/s2的加速度匀减速下降。若伞兵落地速度刚好为零。求:
(1)伞兵展伞时,伞兵的速度为多少?
(2)伞兵展伞时,离地面的高度为多少?
(3)伞兵在空中的时间为多少?
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【题目】如图所示,小车静止在光滑水平地面上,小车的上表面由光滑的斜面AB和粗糙的平面BC组成(它们在B处由极短的光滑圆弧平滑连接),小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当传感器受压力时,其示数为正值;当传感器受拉力时,其示数为负值。一个小滑块(可视为质点)从A点由静止开始下滑,经B至C点的过程中,传感器记录到的力F随时间t变化的关系如下面四图表示,其中可能正确的是( )
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【题目】用如图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验。
(1)对于实验的操作要求,下列说法正确的是_______
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.记下槽口的位置,即小球做平抛运动的起始点O
(2)根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图乙所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l,P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点。若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动,重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为_______,小球抛出后的水平速度为_______。
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【题目】水平桌面上有一个重 200N 的物体,与桌面间的动摩擦因数为 0.2,当依次用 15N、30N、80N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A. 0、0、40N
B. 15N、30N、40N
C. 15N、30N、80N
D. 15N、40N、40N
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【题目】如图所示,质量M=4 kg的物块B与质量m=2 kg的物块A间用一轻质弹簧连接后,置于一倾角θ=37°且足够长的固定光滑斜面上,C为固定在斜面底部且与斜面垂直的挡板,整个装置处于静止状态,现用一平行于斜面向上、大小恒为F=60 N的拉力作用在物块A上,并使其沿斜面向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为x=6 m,则(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)( )
A. 此时物块A动能的增加量为360 J
B. 整个过程中弹簧弹性势能的增加量为300 J
C. 此时物块A的加速度大小为12 m/s2
D. 该轻弹簧的劲度系数为6 N/m
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【题目】下列关于物理学思想方法的叙述正确的是
A. 利用如图所示装置可以间接观察桌面的形变,用到了微量放大法
B. 将物体看成质点运用了理想化模型法
C. 当物体的运动时间△t趋近于0时,△t时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代的思想
D. 最先把猜想、实验和逻辑推理相结合的方法应用于落体运动研究的科学家是牛顿
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【题目】如图所示,a、b为一条竖直向上的电场线上的两点,一带电小球在a点由静止释放,沿电场线向上运动,到b点恰好速度为零,下列说法中正确的是:
A. 带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的;
B. a点的电势比b点的电势高;
C. 带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小;
D. a点的电场强度比b点的电场强度大。
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