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(19分)某健身游戏过程可简化为以下物理模型。在平静的水面上,有一长L=12m的...

(19分)某健身游戏过程可简化为以下物理模型。在平静的水面上,有一长L=12m的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的总质量m1=200kg,质量为m2=50kg的人立于木船左端,开始时木船与人均静止,若人匀加速向右奔跑(没有打滑)到右端并立即抱住桅杆,经历的时间是t=2s,船运动中受到水的阻力是船(包括人)总重的0.1倍,g取10m/s2,求:从人起跑到抱住桅杆之前的过程中。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)在图中画出人的受力示意图;

(2)船的位移大小;

(3)人至少要做多少功。

 

(1) (2)(3) 【解析】(1)人受到重力、支持力和水平向右的摩擦力       ①(3分) (2)此过程人和船都是做初速度为零的匀加速直线运动,设人和船之间的静摩擦力大小为f,船受到的阻力系数为k,船和人的加速度大小分别为a1和a2,船和人的位移大小分别为s1和s2,则有 对船分析有:              ②(2分)                                        ③(2分) 对人分析有                                       ④(2分)                                        ⑤(2分) 依题意有:                                      ⑥(2分) 联立以上方程并代入数据可得  即船的位移大小为0.4m                                      ⑦(2分) (3)根据能量守恒,此过程中人至少所做的功应包括人和船动能的增加及此过程中船克服阻力所做的功。 人和船动能的增加           ⑧(1分) 船克服阻力所做的功                       ⑨(1分)                                        ⑩(1分) 代入数据得                                      ⑾(1分)
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考点分析:
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(15分)引体向上运动是同学们经常做的一项健身运动。如图所示,质量为m的某同学两手正握单杠,开始时,手臂完全伸直,身体呈自然悬垂状态,此时他的下颚距单杠面的高度为H,然后他用恒力F向上拉,下颚必须超过单杠面方可视为合格,已知H=0.6m,m=60kg,重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力,不考虑因手弯曲而引起人的重心位置变化。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)第一次上拉时,该同学持续用力(可视为恒力),经过t=1s时间,下颚到达单杠面,求该恒力F的大小及此时他的速度大小;

(2) 第二次上拉时,用恒力F/=720N拉至某位置时,他不再用力,而是依靠惯性继续向上运动,为保证此次引体向上合格,恒力F的作用时间至少为多少。

 

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(8分)现将测量某一电流表A的内阻r。给定器材有:

A.待测电流表A(量程300μA,内阻r1约为100Ω)

B.电压表V(量程3V,内阻r2 =1kΩ)

C.电源E(电动势4V,内阻忽略不计)

D.定值电阻R1=10Ω

E.滑动变阻器R2(阻值范围0~20Ω,允许通过的最大电流0.5A)

F.电键S一个,导线若干

要求测量时两块电表指针的偏转均超过其量程的一半。

①在方框中画出测量电路原理图

②电路接通后,测得电压表读数为U, 电流表读数为I,用已知和测得的物理量表示电流表内阻r1       

 

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(10分) 在做“用单摆测定重力加速度”的实验时,如果已知摆球直径为2.00厘米,让刻度尺的零点对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如下图所示,那么单摆摆长是________ m。如果测定了40次全振动的时间如下图中秒表所示,那么秒表读数是_________ s,

说明: 6ec8aac122bd4f6e

用游标卡尺分别测量一根金属管的外径和内径,其结果如图所示。则金属管的外径是______cm,经过计算得到金属管厚度是________cm。

6ec8aac122bd4f6e

 

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如图(甲)所示,在匀强磁场中放一电阻不计的平行光滑金属导轨,导轨跟大线圈M相接,小闭合线圈N在大线圈M包围中,导轨上放一根光滑的金属杆ab,磁感线垂直于导轨所在平面。小闭合线圈N通有顺时针方向的电流,该电流按下列图(乙)中哪一种图线方式变化时,最初一小段时间t0内,金属杆ab将向右做加速度减小的变加速直线运动(     )

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图甲为一列横波在t=1.0时的波动图象,图乙为该波中x=2m处质点P的振动图象,下列说法正确的是

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A.波速为4m/s;                     B.波沿x轴正方向传播;

C.再过1.0s,P点的动能最大;        D.再过1.25s,P点振动路程为0.5cm

 

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