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撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成三个阶段:持杆助跑、撑杆...

撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成三个阶段:持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落.在第二十九届北京奥运会比赛中,身高1.74m的俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩打破世界纪录.设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a=1.0m/s2匀加速助跑,速度达到v=8.0m/s时撑杆起跳,使重心升高h1=4.20m后越过横杆,过杆时的速度不计,过杆后做自由落体运动,重心下降h2=4.05m时身体接触软垫,从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90s.已知伊辛巴耶娃的质量m=65kg,重力加速度g取10m/s2,不计撑杆的质量和空气的阻力.求:
(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离;
(2)伊辛巴耶娃在撑杆起跳上升阶段至少要做的功;
(3)在伊辛巴耶娃接触软垫到速度减为零的过程中,软垫对运动员平均作用力的大小.
根据匀加速运动的公式求出位移. 起跳上升阶段,撑杆对人的力是一个变力,对于变力做功我们应该选用动能定理求解. 在伊辛巴耶娃接触软垫到速度减为零的过程中,我们可以近似看成是匀减速直线运动, 已知运动情况求力,我们运用牛顿第二定律进行求解. 【解析】 (1)助跑过程中,运动员做匀加速运动: v2=2ax      (2)起跳阶段至少做功:W-mgh1=0- W=mgh1-=650J (3)过杆后自由下落: 接触软垫后可近似认为匀减速下降:. 由牛顿第二定律有:F-mg=ma′;  则F=m(g+a′)=1300N 答:(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离是32m (2)伊辛巴耶娃在撑杆起跳上升阶段至少要做的功是650J (3)在伊辛巴耶娃接触软垫到速度减为零的过程中,软垫对运动员平均作用力的大小是1300N.
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考点分析:
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(1)几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们想粗略测出山顶处的重力加速度.于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆,如图所示.然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量.同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使石块在竖直平面内摆动,用手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.
①利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g=______
②若振动周期测量正确,但由于难以确定石块重心,测量摆长时从而将悬点一直量到石块下端,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值______  (选填“偏大”、“偏小”或“相等”).manfen5.com 满分网
(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,所用金属电阻丝的电阻约为30Ω.现通过以下实验测量该金属材料的电阻率.
①用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图1所示,则该电阻丝直径的测量值d=______mm;
②实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材:
电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
滑动变阻器R1(0~10Ω);
滑动变阻器R2(0~1kΩ);
电源E (电动势为4.5V,内阻不计).
为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值,电压表应选______,电流表应选______,滑动变阻器应选______
③如图2所示,将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头P,触头的另一端为接线柱c,当用手按下触头P时,触头P才与电阻丝接触,触头的位置可在刻度尺上读出.实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数I保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L与对应的电压U.请在图3中完成实验电路的连接.(要求:能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量)
④利用测量数据画出U-L图线,如图4所示,其中(L,U)是U-L图线上的一个点的坐标.根据U-L图线,用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L,U)可计算得出电阻丝的电阻率ρ=______.(用所给字母表示)
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两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个多匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向均匀变化的磁场,其磁通量的变化率为k,电阻R与金属板连接,如图所示.两板间有一个质量为m,电荷量为+q的油滴恰好处于静止状态,重力加速度为g,则线圈中的磁感应强度B的变化情况和线圈的匝数n分别为( )
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A.磁感应强度B竖直向上且正在增强,manfen5.com 满分网
B.磁感应强度B竖直向下且正在增强,manfen5.com 满分网
C.磁感应强度B竖直向上且正在减弱,manfen5.com 满分网
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如图甲所示,ab、cd为两根放置在同一水平面内且相互平行的金属轨道,相距L,右端连接一个阻值为R的定值电阻,轨道上放有一根导体棒MN,垂直两轨道且与两轨道接触良好,导体棒MN及轨道的电阻均可忽落不计.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.导体棒MN在外力作用下以图中虚线所示范围的中心位置为平衡位置做简谐运动,其振动周期为T,振幅为A,在t=0时刻恰好通过平衡位置,速度大小为v,其简谐运动的速度v随时间t按正弦规律变化,如图10乙所示.则下列说法正确的是( )
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A..回路中电动势的瞬时值为manfen5.com 满分网
B..导体棒MN中产生交流电的功率为manfen5.com 满分网
C..通过导体棒MN的电流的有效值为manfen5.com 满分网
D..在0~manfen5.com 满分网内通过导体棒MN的电荷量为manfen5.com 满分网
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B.卫星在轨道3上的机械能小于它在轨道1上的机械能
C.卫星在轨道3上的运行速率大于它在轨道1上的运行速率
D.卫星分别沿轨道1和轨道2经过Q点时的加速度相等
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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