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一质量为50kg的男孩在距离河流40m高的桥上做“蹦极跳”,原长长度为14m的弹性绳AB一端系着他的双脚,另一端则固定在桥上的A点,如图(a)所示,然后男孩从桥面下坠直至贴近水面的最低点D.男孩的速率v跟下坠的距离h的变化关系如图(b)所示,假定绳在整个运动过程中遵守胡克定律(不考虑空气阻力、男孩的大小和绳的质量,g取10m/s2).求:
(1)当男孩在D点时,绳所储存的弹性势能;
(2)绳的劲度系数;
(3)讨论男孩在AB、BC和CD期间运动时作用于男孩的力的情况.
分析:对小孩进行受力分析,明确各段的运动性质,到达水面前重力势能一直减小,动能先增后减少,总的机械能保持不变.
解答:解:(1)男孩在D点时速度为零,绳所储存的弹性势能等于男孩减少的重力势能,则
Ep=mgh=50×10×40 J=2×104 J
(2)男孩到C点时的速度最大,此时男孩的加速度为零,绳的拉力和男孩的重力大小相等,即mg=kx
此时绳的伸长量为x=22 m-14 m=8 m
解得绳的劲度系数为
k=
mg
x
=
50×10
8
 N/m=62.5 N/m
(3)由题图(b)可知,AB段是一条倾斜的直线,男孩仅受重力作用;BC段男孩受重力和绳的拉力作用,且重力大于拉力;CD段男孩受重力和绳的拉力作用,且重力小于拉力.
答:(1)当男孩在D点时,绳所储存的弹性势能为2×104J;
(2)绳的劲度系数为62.5N/m;
(3)见解析.
点评:本题首先读出图象的信息,分析运动员的运动情况.再选择平衡条件、牛顿第二定律、机械能守恒定律等等物理规律求解.
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科目:高中物理 来源: 题型:

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(1)求绳的劲度系数;
(2)讨论男孩在AB、BC和CD期间运动时绳作用于男孩的力的情况.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网(A)(选修模块3-3)
(1)以下有关热现象说法正确的是
A.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动
B.气体分子的平均动能增大,气体的压强一定增大
C.两个分子从远处逐渐靠近,直到不能再靠近为止的过程中,分子间相互作用的合力先变大、后变小,再变大
D.第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律
(2)如图表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线.图中等温线Ⅰ对应的温度比等温线Ⅱ对应的温度要
 
(填“高”或“低”).在同一等温线下,如果该气体的压强变为原来的2倍,则气体的体积应变为原来的
 
倍.
(3)在举重比赛前,轻量级运动员常在高温、高湿的环境中通过大量排汗而达到减少体重的目的.已知一质量为50kg的运动员在赛前的某次训练中因汗水的蒸发而释放出的热量,可使跟运动员同质量的水升高8.0℃.假设汗水均从运动员的身上蒸发掉而没有流掉,常温常压下水的汽化热L和比热容C分别为2.4×106J/kg和4.2×103J/kg?K.试估算在该次训练中运动员体重的减少量.

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科目:高中物理 来源:桂壮红皮书·高考总复习系列·高考红皮书·物理 题型:038

一质量为50kg的男孩在距离河面40m高的桥上做“蹦极跳”,未拉伸前长度为15m的弹性绳一端缚着他的双脚,另一端则固定在桥上的A点,如图所示,男孩然后从桥面下落直至水面的D点(最低点),假定绳在整个运动中遵守胡克定律(不计空气阻力、男孩的大小和绳的质量).求:

(1)(a)当男孩在D点时,求绳所存储的弹性势能.

   (b)绳的劲度系数是多少?

(2)男孩的速率v跟下落的距离s的变化如图(b)所示,男孩在C点时的速率最大.

   (a)就男孩在AB,BC和CD期间的运动,试讨论作用于男孩的力.

   (b)从绳刚开始拉伸,直至男孩到达最低点D,男孩的运动可视为简谐运动,他的平衡位置离桥多远?求他的振幅.

   (c)计算男孩由C下落至D所需的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

一质量为50kg的男孩在距离河流40m高的桥上做“蹦极跳”,原长AB为14m的弹性绳一端缚着他的双脚,另一端则固定在桥上的A点,如图(a)所示,然后男孩从桥面下坠直至贴近水面的最低点D.男孩的速率v跟下坠的距离h的变化关系如图(b)所示.假定绳在整个运动过程中遵守胡克定律,不考虑空气阻力、男孩的大小和绳的质量,g取10m/s2
(1)求绳的劲度系数;
(2)讨论男孩在AB、BC和CD期间运动时绳作用于男孩的力的情况.

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