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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...

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-manfen5.com 满分网图象.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manfen5.com 满分网的关系;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manfen5.com 满分网的关系;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.

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(1)第一段时间对应图象的AB段,可看出力F倒数不变,故力为恒力,第二段时间内,对应图线的BC段,可知斜率恒定,而斜率代表拉力的功率,所以功率恒定 (2)第一个时间段重物匀加速上升,利用动能定理或匀变速运动规律求解位移,第二段时间内,物体做变加速运动,只好从能量角度求解位移 【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t1==s=0.40s,x1==0.40m 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 答:(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)提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程为3.15m
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考点分析:
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篮球比赛时,为了避免对方运动员的拦截,往往采取将篮球与地面发生一次碰撞后传递给队友的方法传球.设运动员甲以 vo=5m/s 的水平速度将球从离地面高 h1=0.8m 处抛出,球与地面碰撞后水平方向的速度变为原来水平速度的 4/5,竖直方向离开地面的瞬间的速度变为与地面碰前瞬间竖直方向速度的 3/4,运动员乙恰好在篮球的速度变为水平时接住篮球,篮球的质量 m=0.5kg,与地面碰撞作用的时间 t=0.02s,运动员与篮球均可看成质点,不计空气阻力,篮球与地面接触时可看成是水平方向的匀变速运动,g 取 10m/s2,求:
(1)甲抛球的位置与乙接球的位置之间的水平距离 s
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(1)木块A、B碰撞后的瞬间木块B速度的大小.
(2)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能.
(3)最终木块B与平板车左端的距离.

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利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l.然后多次改变x,测出对应的l,画出l2-x关系图线,如图(b)所示,并由此得出相应的斜率k.
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计数点s/cm△v 2/m2•s-2
计数点0//
11.600.04
23.600.09
36.000.15
47.000.19
59.200.23
请以△v2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出△v2-s图象.若测出小车质量为0.2kg,结合图象可求得小车所受合外力的大小为______N.(结果保留两位有效数字)
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如图所示为推行节水工程的转动喷水“龙头”,水平的喷水“龙头”距地面高为h,其喷灌半径为可达10h,每分钟喷出水的质量为m,所用的水从地下H深的井里抽取,设水以相同的速率喷出,水泵的效率为η,不计空气阻力(重力加速度为g).则( )
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C.水泵每分钟对水所做的功为25mgh
D.带动水泵的电动机的最大输出功率为manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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