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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...

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.
(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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(1)第一次上拉时,该同学向上匀加速运动,写出牛顿第二定律方程和匀变速直线运动位移与时间的关系式联立求解; (2)第二次上拉时,该同学先做匀加速度运动后做匀减速运动,末速度恰好等于零.位移和等于H,联立方程求解. 【解析】 (1)第一次上拉时,该同学向上匀加速运动,设他上升的加速度大小为a1,下颚到达单杠面时的速度大小为v,由牛顿第二定律及运动学规律可得: F-mg=ma1  H=a1 t2  v=a1t 联立上式可得:F=672N  v=1.2m/s  (2)第二次上拉时,设上拉时的加速度大小为a2,恒力至少作用的时间为tmin,上升的位移为x1,速度为v1,自由上升时位移为x2,根据题意可得: 由牛顿第二定律得:F′-mg=ma2  由题意知:x1+x2=H  x1=a2tmin2  v12=2gx2 v1=a2tmin 联立上式可得:tmin═s=0.71s  答(1)该恒力的大小为672N,他的速度1.2m/s   (2)该恒力最少的作用时间0.71s
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考点分析:
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C.(选修模块 3 一 5 )  
( l )在光电效应实验中,小明同学用同一实验装置(如图 l )在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线,如图( 2 )所示.则
( A )乙光的频率小于甲光的频率 ( B )甲光的波长大于丙光的波长 ( C )丙光的光子能量小于甲光的光子能量 ( D )乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能
( 2 )用光照射某金属,使它发生光电效应现象,若增加该入射光的强度,则单位时间内从铝板表面逸出的光电子数______,从表面逸出的光电子的最大动量大小______(选填“增加”、“减小”或“不变,')
( 3 )用加速后动能为Ek0的质子:manfen5.com 满分网H轰击静止的原子核 x,生成两个动能均为Ek的manfen5.com 满分网He核,并释放出一个频率为 v 的γ光子.写出上述核反应方程并计算核反应中的质量亏损.(光在真空中传播速度为 c )

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B(选修模块 3 一4)
( l )一个摆长为 L 的单摆做简谐运动,若从某时刻开始计时(取t=0),当 t=manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网时,摆球具有负向最大加速度,则单摆的位移 x 随时间 t 变化的图象(如图1)是______
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( 2 )如图2所示为一列简谐波在 tl=0 时刻的图象,此时波中质点 M 的运动方向沿y轴正方向,到 t2=0.65s 时质点 M 恰好第 4 次到达y轴正方向最大位移处,则该波的传播方向为______,波速为______m/s.
( 3 )一组平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图3所示.已知光线 I 沿直线穿过玻璃,它的入射点是O,光线Ⅱ的入射点为 A,穿过玻璃后两条光线交于一点.已知玻璃截面的圆半径为 R,0A=manfen5.com 满分网,玻璃的折射率n=manfen5.com 满分网.求两条光线射出玻璃后的交点与O点的距离.
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(选修模块3-3)
(1)当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时______
(A)气体分子的体积增大    (B)气体分子的动能增大 (C)气体分子的平均动能增大  (D)单位体积内分子数增大
(2)若只对一定质量的气体做1500J的功,可使其温度升高5K.若改成只用热传递的方式,使气体温度升高5K,那么气体应吸收
______J的热量.如果对该气体做了2000J的功,使其温度升高了5K,表明在该过程中,气体还______(选填“吸收”或“放出”)热量______J;
(3)有一种气体,在一定条件下可以变成近似固体的硬胶体,设该气体在某状态下的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N,将气体分子看作直径为D的球体,体积为manfen5.com 满分网πD3,则该状态下体积为V的这种气体变硬胶体后体积约为多少?
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小明要测定一电源的电动势E和内电阻 r,实验器材有:一只 DIS 电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用 I 表示 ),一只电阻箱(阻值用 R 表示),一只开关和导线若干.该同学设计了如图( l )所示的电路进行实验和采集数据.
①小明设计该实验的原理表达式是    (用 E、r、I、R 表示)
②小明在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至    ,(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)在实验过程中,将电阻箱调至图( 2 )所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为    Ω
③小明根据实验采集到的数据作出如图(3)所示manfen5.com 满分网的图象,则由图象求得.该电源的电动势 E=     V,内阻 r=    Ω(结果均保留两位有效数字)manfen5.com 满分网 查看答案
在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图( l )所示的“探究物体加速度与物体质量、受力之间关系”的实验装置.
①实验时,该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中应该采取的两项措施是       
②如图( 2 )所示是实验中得到的一条纸带,其中 A、B、C、D、E、F 是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为 T,相邻计数点间距离已在图中标出,测出小车的质量为 M,钩码的总质量为 m.从打 B 点到打 E 点的过程中,为达到实验目的,该同学应该寻找      和    之间的数值关系(用题中和图中的物理量符号表示).manfen5.com 满分网 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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