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如图甲所示是一打桩机的简易模型.质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处...

manfen5.com 满分网如图甲所示是一打桩机的简易模型.质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由下落,撞击钉子,将钉子打入一定深度.物体上升过程中,机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示.不计所有摩擦,g取10m/s2.求:
(1)物体上升1m后再经多长时间才撞击钉子(结果可保留根号);
(2)物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率.
(1)动能与势能之和是物体的机械能,由图2所示图象可以求出物体上升1m时物体的速度,撤去拉力后物体做匀减速直线运动,由匀变速运动的速度公式可以求出撞击钉子所需时间. (2)求出高度为0.25m时物体的速度及拉力大小,然后由P=Fv可以求出拉力的功率. 【解析】 (1)由图象可知,物体上升到h1=1m时物体的机械能: mgh1+mv12=12J,解得v1=2m/s; 撤去拉力后,物体做匀减速直线运动, -h1=v1t-gt2,解得t=s; (2)由功能关系可得:F△h=△E, 物体上升h1=1m时,△E=12J,则拉力F=12N; 由牛顿第二定律可得:F-mg=ma, 由匀变速运动的速度位移公式可得: v22-0=2ah2,h2=0.25m, 此时拉力的瞬时功率P=Fv2, 解得P=12W; 答:(1)物体上升1m后再经s才撞击钉子; (2)物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率为12W.
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考点分析:
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(1)工件经多长时间停止相对滑动;
(2)摩擦力对每个工件做的功;
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(1)为了减小实验误差,下列措施可行的是    (填写代号)
A.重锤选用体积较大且质量较小的
B.重锤选用体积较小且质量较大的
C.打点计时器应固定在竖直平面内
D.应先放手让重锤拖着纸带运动,再通电让打点计时器工作
(2)某同学选取了一条纸带进行测量研究.他舍去了这条纸带上前面比较密 集的点,对后面间距较大的且相邻的六个点进行了如图2所示的测量.已知当地的重力加速度为g,使用的交变电源周期为T,则要验证机械能守恒的表达式为    (用x1、x2、x3、T、g表示).
(3)某同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,本实验中引起误差的主要原因是   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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