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(13分)如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 ...

(13分)如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求:

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(1)起重机允许输出的最大功率;

(2)重物做匀加速运动所经历的时间;

(3)起重机在第2秒末的输出功率。

 

(1) 5.1×104 W(2) t1=5 s(3)P=2.04×104 W 【解析】(1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力。 P0=F0vm  …………(1分) F0=mg  …………(1分) 代入数据,有:P0=mgvm=5.1×104 W       …………(2分) (2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有: P0=Fv1   …………(1分) F-mg=ma   …………(1分) v1=at1   …………(1分) 由③④⑤⑥,代入数据,得:t1=5 s…………(2分) (3)可知t=2 s时,重物处于匀加速运动阶段,…………(1分) 设此时速度为v2,输出功率为P,则 v2=at  …………(1分) P=Fv2    …………(1分) 由⑤⑧⑨,代入数据,得:P=2.04×104 W…………(1分) 本题考查机车启动问题,当牵引力等于重力时开始匀速运动,当输出动率等于最大功率时,匀加速阶段达到最大速度,由v=at可求得运动时间
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考点分析:
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(12分)在冬天,高为h=1.25m的平台上,覆盖了一层冰,一乘雪橇的滑雪爱好者,从距平台边缘s=24m处以一定的初速度向平台边缘滑去,如图所示,当他滑离平台即将着地时的瞬间,其速度方向与水平地面的夹角为θ=45°,取重力加速度g=10m/s2。求:

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(1)滑雪者从平台边缘离开瞬间的速度v2为多大;

(2)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是多大;

(3)若平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.05,则滑雪者的初速度v1是多大?

 

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(10分)如图所示,轻质弹簧竖直放置在水平地面上,它的正上方有一质量为1kg的金属块从距弹簧顶端0.9m高处自由下落,当弹簧被压缩了10cm到达M点时,物体速度达到最大值,此时弹性势能为EpM=5J,后来又下降20cm达到最低点N处,才又反弹上去。不计金属块与弹簧碰撞的能量损失,不考虑空气阻力。(g取10m/s2

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(1)试求当物体落到N点时,弹簧的弹性势能EpN为多大?

(2)物体到达M点时动能多大?

 

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(10分)某物体放在一倾角为θ的斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑.若给此物体一个沿斜面向上的初速度v0,那么,

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(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为多大?

(2)它能沿斜面向上滑的最大位移为多少?

 

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在用斜槽轨道做“研究平抛物体运动”的实验中, (已知重力加速度为g)

若用一张印有小方格的纸记录轨迹,如图所示.他测出小方格的边长为L,又透过方格纸在小球的运动轨迹上取了a、b、c三个数据点,由此可知小球从a点到b点运动的时间__①__(选填“大于”、“小于”或“等于”)

小球从b点到c点的运动时间,

小球从a到b运动的时间为____②____,

小球做平抛运动的初速度为____③____.

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使用如图 (a)所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图(b)所示.图(b)中O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F……是依次打出的点迹,量出OE间的距离为6ec8aac122bd4f6e,DF间的距离为s,已知打点计时器打点的周期是T.

(1)如果操作正确,用E点来验证机械能守恒,上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足

关系式_________①_________,

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即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的.

(2)如果发现图(b)中OA距离大约是4 mm,则出现这种情况的原因可能是_________②_________.

 

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