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如图9-9-4所示,一块涂有炭黑的玻璃板,质量为2 kg,在拉力F的作用下,由静止开始竖直向上做匀变速运动.一个装有水平振针的振动频率为5 Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线,量得OA=1 cm,OB=4 cm,OC=9 cm.求外力F的大小.(g取10 m/s2)

解析:设板竖直向上的加速度为a,则有:

sBA-sAO=aT2                                                                                                             

sCB-sBA=aT2                                                                                                             ②

由牛顿第二定律得

F-mg=ma                                                                                                                  ③

解①②③式可求得

F=24 N.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2007?肇庆二模)某研究性学习小组,为了探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟实验研究.如图为测定风力的实验装置图,其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝电阻较大;一质量和电阻都不计的细长细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有风时金属丝将偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示).细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触.
(1)已知电源的电动势为E,内阻不计,理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连,球P的质量为m,重力加速度为g,由此可以推得风力大小F与电压表示数的关系式为F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U

(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关,于是他们进行了如下的实验:
实验一:使用同一球,改变风速,记录了在不同风速下电压表的示数.
表一  球半径r=0.50cm
风速(m/s) 10 15 20 30
电压表示数(V) 2.40 3.60 4.81 7.19
由表一数据可知:在球半径一定的情况下,风力大小与风速的关系是
风力大小与风速成正比
风力大小与风速成正比

实验二:保持风速一定,换用同种材料、不同半径的实心球,记录了在球半径不同情况下电压表的示数.
表二  风速v=10m/s
球半径(cm) 0.25 0.50 0.75 1.00
电压表示数(V) 9.60 2.40 1.07 0.60
由表二数据可知:在风速一定的情况下,风力大小与球半径的关系是
成正比
成正比
.(球体积公式V=
4
3
πr3

(3)根据上述实验结果可知风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式为
F=kvr,式中k为常数
F=kvr,式中k为常数

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图9-2-4所示,弹簧振子以O为平衡位置在AB之间振动,则(    )

图9-2-4

A.从A→O →B→O→A为一次全振动

B.从O →A→O →B→O为一次全振动

C.从N→O →B→O →N为一次全振动

D.振幅大小为

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图9-5-4所示,一个轻质弹簧悬挂在横梁上,在竖直方向上呈自然状态(原长),现将一个质量为0.2 kg 的小球轻轻地挂在弹簧下端,在弹力和重力的共同作用下,小球做振幅为A=0.1 m 的简谐运动.设振动的平衡位置O处为重力势能的零势面,则在整个振动过程中,弹簧的弹性势能的最大值为________J,系统的总机械能为_______J.

 图9-5-4

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图9-5-4所示,一个轻质弹簧悬挂在横梁上,在竖直方向上呈自然状态(原长),现将一个质量为0.2 kg 的小球轻轻地挂在弹簧下端,在弹力和重力的共同作用下,小球做振幅为A=0.1 m 的简谐运动.设振动的平衡位置O处为重力势能的零势面,则在整个振动过程中,弹簧的弹性势能的最大值为________J,系统的总机械能为_______J.

图9-5-4

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