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在北京举行的第二十九届奥林匹克运动会已落下帷幕.在奥运会的体育比赛项目中,撑杆跳高是指运动员双手握住一根特制的轻杆,经过快速助跑后,借助轻杆撑地的反弹力量,使身体腾起,跃过横杆.当今男子世界记录达到了6.14m在本届奥运会上俄罗斯选手伊辛巴耶娃创造了女子撑杆跳高新的世界纪录,成绩达到5.05m.这是一项技术性很强的体育运动,可以简化成三个阶段,助跑、起跳撑杆上升、越杆下降落地.(g=10m/s2 )问:
(1)如果运动员只是通过借助撑杆把助跑提供的动能转化为上升过程中的重力势能,那么运动员助跑到10m/s后起跳,最多能使自身重心升高多少?
(2)若运动员体重75kg,助跑到8m/s后起跳,使重心升高5m后越过横杆,从最高点到落地过程中水平位移为2m,运动员在最高点水平速度为v为多少?
(3)在第(2)问的过程中,该运动员起跳撑杆上升阶段至少把多少体内生物化学能转化成机械能?
(1)运动员上升过程,运动员的动能转化为上升过程中的重力势能,根据机械能守恒求解重心升高的高度; (2)运动员从最高点到落地过程做平抛运动,运用运动的分解法,由平抛运动的规律求解运动员在最高点的水平速度; (3)该运动员起跳撑杆上升阶段体内的化学能和动能转化为重力势能和动能,根据能量守恒定律求解有多少体内生物化学能转化成机械能. 【解析】 (1)运动员上升过程,运动员的动能转化为上升过程中的重力势能,根据机械能守恒有:      ① ∴h=5m  ② (2)设运动员在最高点水平速度为v,运动员在下落阶段做平抛运动,则有:      竖直方向:  ③      水平方向:s=vt     ④ 联立解得,v=2m/s   ⑤ (3)设运动员上升阶段有能量为E的生物化学能转化为机械能,由功能关系有:      ⑥ 解得:E=1500J  ⑦ 答:(1)运动员助跑到10m/s后起跳,最多能使自身重心升高5m. (2)运动员在最高点水平速度为2m/s. (3)该运动员起跳撑杆上升阶段至少把1500J体内生物化学能转化成机械能.
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考点分析:
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如图所示为一种质谱仪的示意图,它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.带电粒子在辐向电场中运动时,受到的电场力大小处处相等,方向始终指向圆心O.有一个所带电荷量为q质量为m的离子,从加速电场的A处由静止开始,经加速电场加速后,以一定的速度进入静电分析器并沿图中圆弧虚线运动,在P点离开静电分析器进入磁分析器,最终打在乳胶片上的Q点.不计离子重力.若已知加速电场的电势差为U,静电分析器通道的半径为R,圆心在O处.求:
(1)离子进入静电分析器时速度的大小v;
(2)均匀辐向电场的场强E;
(3)PQ之间的距离L.

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(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为E,频率为f,的交流电源上,在实验中打下一条理想纸带,如图1所示,选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点的距离为s,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,已知重锤的质量为m,当地的重力加速度为g,则:
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②根据题中提供的条件,可求出重锤实际下落的加速度a=______,它和当地的重力加速度g进行比较,则a______g(填大于,等于,小于).
(2)如图2给出器材为:电源E(电动势为12V,内阻不计),木板N(板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张),两个金属条A、B(平行放置在导电纸上,与导电纸接触良好,用作电极),滑线变阻器R(其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻),直流电压表manfen5.com 满分网(量程为6V,内阻很大,其负接线柱与B极相连,正接线柱与探针P相连),开关K.现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线.AB间的电压要求取为6V.
(Ⅰ)在图2中连线,画成实验电路原理图.
(Ⅱ)下面是主要的实验操作步骤,将所缺的内容填写在横线上方.
a.接好实验电路.
b.______
c.合上K,并将探针P与A相接触.
d.______
e.用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上.画一线段连接AB两极,在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点,用探针把它们的位置印在白纸上.
f.将探针与某一基准点相接触,______,这一点是此基准的等势点.用探针把这一点的位置也压印在白纸上.用相同的方法找出此基准点的其它等势点.
g.重复步骤f,找出其它4个基准点的等势点.取出白纸画出各条等势线.
(3)如图3是多用表的刻度盘,当选用量程为50mA的电流档测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为______mA;若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时,表针也指示在图示同一位置,则所测电阻的阻值为______Ω.如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻,为了使测量比较精确,应选的欧姆档是______(选填“×10”、“×100”或“×1K”).换档结束后,实验操作上首先要进行的步骤是______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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