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        1. 如圖甲所示,某同學(xué)用輕繩通過(guò)定滑輪提升一個(gè)重物,運(yùn)用傳感器(未在圖中畫(huà)出)測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻被提升重物的速度v與對(duì)輕繩的拉力F,并描繪出v-
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          F
          圖象.假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)所得的圖象如圖乙所示,其中線段AB與縱軸平行,它反映了被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和
          1
          F
          的關(guān)系;線段BC的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn),它反映了被提升重物在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和
          1
          F
          的關(guān)系;第三個(gè)時(shí)間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的大小保持不變,因此圖象上沒(méi)有反映.實(shí)驗(yàn)中還測(cè)得重物由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)t=1.2s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物體做勻速運(yùn)動(dòng).取重力加速度g=10m/s2,繩重及一切摩擦力和阻力均忽略不計(jì).
          (1)在提升重物的過(guò)程中,求出第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)物體上升的加速度大小和第二階段拉力的瞬時(shí)功率
          (2)求被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過(guò)的總路程.
          分析:(1)由v-t圖象可得出拉力大小,由牛頓第二定律可得出加速度,由共點(diǎn)力的平衡關(guān)系可得出拉力與重力的關(guān)系,聯(lián)立可解得加速度;由功率公式可求得瞬時(shí)功率;
          (2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求得第一段時(shí)間內(nèi)的位移,由動(dòng)能定理可求得第二段的位移,則可求得總位移.
          解答:解:(1)由v-
          1
          F
          圖象可知,第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)重物所受拉力為:F1=6.0 N
          設(shè)加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律有:F1-mg=ma
          重物速度達(dá)到vC=3.0 m/s時(shí),受平衡力,即:mg=F2=4.0N.
          聯(lián)立解得:a=5.0 m/s2
          在第二段時(shí)間內(nèi),拉力的功率保持不變,所以功率為:P=Fv=12 W.
          (2)設(shè)第一段時(shí)間為t1,重物在這段時(shí)間內(nèi)的位移為x1,則:
          t1=
          vB
          a
          =
          2.0
          5.0
           s=0.40s,
          x1=
          1
          2
          at
           
          2
          1
          =0.40 m
          設(shè)第二段時(shí)間為t2,有:
          t2=t-t1=0.8 s
          重物在t2這段時(shí)間內(nèi)的位移為x2,根據(jù)動(dòng)能定理有:
          Pt2-mgx2=
          1
          2
          mv
           
          2
          C
          -
          1
          2
          mv
           
          2
          B

          得:x2=2.125 m
          所以被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過(guò)的總路程為x=x1+x2=2.525m.
          答:(1)加速度大小為5.0m/s2在第二段時(shí)間內(nèi),拉力的功率P=Fv=12 W.
          (2)重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過(guò)的總路程為2.525m.
          點(diǎn)評(píng):本題考查動(dòng)能定理、功率公式及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,注意正確選擇研究過(guò)程,做好受力分析,正確選擇物理規(guī)律求解即可,是道好題.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2010?長(zhǎng)沙縣模擬)如圖甲所示,某同學(xué)用輕繩通過(guò)定滑輪提升一重物,運(yùn)用傳感器(未在圖中畫(huà)出)測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻被提升重物的速度v與對(duì)輕繩的拉力F,并描繪出v-
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          F
          圖象.假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)所得的圖象如圖乙所示,其中線段AB與v軸平行,它反映了被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和
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          F
          的關(guān)系;線段BC的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn),它反映了被提升重物在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和
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          F
          的關(guān)系;第三個(gè)時(shí)間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的大小保持不變,因此圖象上沒(méi)有反映.實(shí)驗(yàn)中還測(cè)得重物由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)t=1.4s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物體做勻速運(yùn)動(dòng).取重力加速度g=10m/s2,繩重及一切摩擦和阻力均可忽略不計(jì).
          (1)在提升重物的過(guò)程中,除了重物的質(zhì)量和所受重力保持不變以外,在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)還各有一些物理量的值保持不變.請(qǐng)分別指出第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)所有其他保持不變的物理量,并求出它們的大小;
          (2)求被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過(guò)的總路程.

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          如圖甲所示,某同學(xué)用輕繩通過(guò)定滑輪提升一重物,運(yùn)用傳感器(未在圖中畫(huà)出)測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻被提升重物的速度v與對(duì)輕繩的拉力F,并描繪出v-
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          F
          圖象.假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)所得的圖象如圖乙所示,其中線段AB與縱軸平行,它反映被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和1/F的關(guān)系;線段BC反映被提升重物在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和
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          F
          的關(guān)系,它的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn);第三個(gè)時(shí)間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的大小保持不變,因此圖象上沒(méi)有畫(huà)出.實(shí)驗(yàn)中還測(cè)得重物由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)t=1.4s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物體做勻速運(yùn)動(dòng).取重力加速度g=10m/s2,繩重及一切摩擦力和阻力均忽略不計(jì).試求:
          (1)物體質(zhì)量和第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的時(shí)間.
          (2)力F的最大功率.
          (3)第二階段內(nèi)物體重力勢(shì)能的變化量.

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          科目:高中物理 來(lái)源:2009-2010學(xué)年湖北省武漢市六校高三(上)第一次聯(lián)考物理試卷(解析版) 題型:解答題

          如圖甲所示,某同學(xué)用輕繩通過(guò)定滑輪提升一重物,運(yùn)用傳感器(未在圖中畫(huà)出)測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻被提升重物的速度v與對(duì)輕繩的拉力F,并描繪出v-圖象.假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)所得的圖象如圖乙所示,其中線段AB與v軸平行,它反映了被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和的關(guān)系;線段BC的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn),它反映了被提升重物在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和的關(guān)系;第三個(gè)時(shí)間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的大小保持不變,因此圖象上沒(méi)有反映.實(shí)驗(yàn)中還測(cè)得重物由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)t=1.4s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物體做勻速運(yùn)動(dòng).取重力加速度g=10m/s2,繩重及一切摩擦和阻力均可忽略不計(jì).
          (1)在提升重物的過(guò)程中,除了重物的質(zhì)量和所受重力保持不變以外,在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)還各有一些物理量的值保持不變.請(qǐng)分別指出第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)所有其他保持不變的物理量,并求出它們的大。
          (2)求被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過(guò)的總路程.

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          科目:高中物理 來(lái)源:2011-2012學(xué)年湖南師大附中高三(下)月考物理試卷(五)(解析版) 題型:解答題

          如圖甲所示,某同學(xué)用輕繩通過(guò)定滑輪提升一重物,運(yùn)用傳感器(未在圖中畫(huà)出)測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻被提升重物的速度v與對(duì)輕繩的拉力F,并描繪出v-圖象.假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)所得的圖象如圖乙所示,其中線段AB與v軸平行,它反映了被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和的關(guān)系;線段BC的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn),它反映了被提升重物在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和的關(guān)系;第三個(gè)時(shí)間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的大小保持不變,因此圖象上沒(méi)有反映.實(shí)驗(yàn)中還測(cè)得重物由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)t=1.4s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物體做勻速運(yùn)動(dòng).取重力加速度g=10m/s2,繩重及一切摩擦和阻力均可忽略不計(jì).
          (1)在提升重物的過(guò)程中,除了重物的質(zhì)量和所受重力保持不變以外,在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)還各有一些物理量的值保持不變.請(qǐng)分別指出第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)所有其他保持不變的物理量,并求出它們的大;
          (2)求被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過(guò)的總路程.

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