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如图(甲)所示,蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。为了研究蹦极运动做以下简化:将...

如图(甲)所示,蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。为了研究蹦极运动做以下简化:将跳跃者视为质量为m的质点,他的运动沿竖直方向,且初速度为0。弹性绳的原长为L,劲度系数为k,其形变量与所受拉力成正比。跳跃者下落1.5L时到达最低点。此过程中忽略空气阻力和弹性绳质量,重力加速度为g。求:

1)当弹性绳刚好被拉直时,跳跃者的速度大小;

2)当跳跃者速度达到最大时,距起跳平台的高度;

3)取起跳位置为坐标原点O,取竖直向下为正方向,建立x轴。在跳跃者从开始跳下到最低点的过程中,跳跃者的位移为x,加速度为a,在图(乙)中定性画出ax变化关系的图像。

 

(1)(2) (3)图见解析; 【解析】 (1)当弹性绳刚好被拉直时,跳跃者下落的竖直距离为L,根据v2=2gL 可得速度大小:v=; (2)当跳跃者速度达到最大时,重力等于弹力,即mg=k(x-L) 解得此时距起跳平台的高度:. (3)从开始下落到弹性绳到达原长L的过程中,加速度为g不变;以后弹性绳被拉长,开始时弹力小于重力,加速度向下,且:,随下降的高度增加,弹力逐渐变大,当弹力等于重力时加速度减为0;以后弹力大于重力,加速度向上变大,直到最低点,此时,则a-x图像如图:  
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冬奥会四金得主王濛于2014113日亮相全国短道速滑联赛总决赛。她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼。如图所示,ACD是一滑雪场示意图,其中AC是长L8 m、倾角θ=37°的斜坡,CD段是与斜坡平滑连接的水平面。人从A点由静止下滑,经过C点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下。人与接触面间的动摩擦因数均为μ=0.25,不计空气阻力,取g10 m/s2sin 37°=0.6cos 37°=0.8,求:

(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间

(2)人在离C点多远处停下

 

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如图所示,质量M=60kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计(图中简画为弹簧),测力计下挂着一个质量m=1.0kg的物体A.在升降机运动的某段时间内,人看到弹簧测力计的示数为6.0N.取g=10m/s2

1)求此时升降机加速度的大小和方向;

2)求此时人对地板的压力大小;

3)请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动,升降机处于超重状态还是失重状态。

 

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如图所示,物体AB通过细线连接在天花板上,B置于水平桌面上,结点O左侧细线水平,物体B100N,物体A20NB与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.24,整个系统处于静止状态,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,( g=10m/s2 )

1)轻绳OC上的拉力多大?

2)欲使B在水平面上不滑动,则物体A的质量最大不能超过多少

 

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在平直公路上,一辆汽车以初速度v0=10m/s、加速度a=0.6m/s2做匀加速直线运动。求:

1)汽车在10 s末的速度大小;

2)汽车在10 s内的位移大小。

 

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在验证牛顿第二定律的实验中:

(1)在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,反复移动木块的位置,直到小车在斜面上运动时能保持匀速运动状态。其目的是___________。若改变小车质量后,该操作__________(需要不需要”)重复进行。

(2)实验中小车的质量为M,钩码(或重物)的质量为m,要求M_____m,可以认为小车受拉力的大小为_____________

(3)实验中得到的a-F两条图线如图所示.左图的直线不过原点是由于____________;右图的直线发生弯曲是由___________________造成的.

(4)某一次实验打点计时器(交流电频率为50Hz)打出的纸带如图所示,从O点开始每隔5个点取一个计数点,测得OA=3.2cmAB=4.6cm,则小车运动的加速度大小为_______m/s2

 

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