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在物理学中,物体由于被举高而具有的能叫重力势能,其表达式为Ep= mgh;物体由...

在物理学中,物体由于被举高而具有的能叫重力势能,其表达式为Ep= mgh;物体由于运动而具有的能叫动能,它的表达式为Ek=mv2,其中m为质量,h为物体距水平地面的高度,v为物体的运动速度,g为常量,取10 N/kg。如图所示是运动员投掷铅球的场景,运动员在距地面高h=1.5 m处,将质量为4 kg的铅球以6 m/s的速度沿斜上方抛出,空气阻力忽略不计。求:

(1)铅球刚被抛出时的动能Ek1和重力势能Ep1

(2)铅球落地前瞬间的动能Ek2

 

(1) 72J; 60J;(2) 132J 【解析】 (1) 物体被抛出时的动能 Ek1=mv2=×4kg×(6m/s)2=72J 被抛出时的动能72J。 由题意可得,物体被抛出时的重力势能 Ep1=mgh=4kg×10N/kg×1.5m=60J 被抛出时的重力势能为60J。 (2)由于不计空气阻力的影响,铅球从被抛出到落地前的瞬间机械能守恒。落地前瞬间铅球的重力势能为Ep2=0,所以重力势能的减少量为 Ep1- Ep2= 60 J 因此动能的增加量为 Ek2- Ek1=60 J 故 Ek2= Ek1 +60 J=72 J+60 J=132 J 铅球落地前瞬间的动能为132 J。 答:(1)物体被抛出时的动能为72J,重力势能为60J; (2)物体落地前瞬间的动能EK2为132J。  
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考点分析:
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为了交通安全,交通部门常在高山周围修建盘山公路。我们可以把盘山公路简化为物理模型斜面(如图所示)。某盘山山路长为s=5 000 m,高为h=2 500 m。一辆重为G=2×104N的汽车在发动机产生的牵引力F=1.25×104N的作用下从山脚沿山路匀速上行至山路顶端,行驶过程中所受地面摩擦力为f,且克服摩擦力f所做的功是额外功(忽略空气阻力)。求:

(1)请你推导f=F

(2)汽车受到的摩擦力。

 

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某物理实验小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。

 

 

钩码重量GN

钩码上升高度hm

绳端拉力FN

绳端移动距离sm

机械效率η

1

4

0.1

1.8

0.3

 

2

8

0.1

3.1

0.3

86%

3

8

0.1

2.5

0.4

80%

 

 

 

(1)实验中应沿竖直方向_____缓慢拉动弹簧测力计;

(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法_____(选填“正确”或“不正确”);

(3)根据表中第1次实验数据,得出第一次实验的机械效率是_____

(4)通过比较_____两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高;(填实验次数的序号)

(5)通过比较23两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率_____

 

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小瑞同学在探究“杠杆平衡条件”的实验中,使用的器材有:杠杆、弹簧测力计、支架、刻度尺、细绳、重力相同的钩码若干。

(1)她将杠杆的中点置于支架上,其目的是_____

(2)实验开始前发现杠杆左端下沉,此时她调节平衡螺母,直到杠杆在水平方向上平衡,这样做的好处是_____

(3)小瑞在实验过程中得到如下的数据:

动力F1/N

阻力F2/N

动力臂l1/m

阻力臂l2/m

2

1

0.2

0.4

 

 

根据数据得出杠杆平衡条件:F1l1= F2l2,你认为合理吗?并说明理由:_____

(4)如图所示,当弹簧测力计从竖直方向向左旋转时,为保持杠杆仍水平,弹簧测力计的示数将_____(选填“变大”或“变小”)。

 

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用如图甲所示的滑轮组运送货物上10m高的楼,每件货物重100N,图乙记录了滑轮组的机械效率随所运货物重力增加而变化的图像,某次运送了4件货物,则在这次运送货物的过程中,下列说法正确的是(不考虑绳重和摩擦)(  )

A.动滑轮重50 N

B.绳子的拉力是200 N

C.拉力做的功是4000J

D.滑轮组的机械效率是80%

 

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有一辆小轿车在乡村公路上沿直线向前行驶,途中经过一段凹凸不平的路面,如果小轿车发动机的功率始终保持不变,则小轿车行驶路程s随时间t的变化关系可能是(  )

A. B.

C. D.

 

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