精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
7.如图所示,一质量为m=60kg的探险者在丛林探险,为了从一绝壁到达水平地面,探险者将一根长为l=10m粗绳缠绕在粗壮树干上,拉住绳子的另一端,从绝壁边缘的A点由静止开始荡向低处,到达最低点B时脚恰好触到地面,此时探险者的重心离地面的高度为hB=0.5m.已知探险者在A点时重心离地面的高度为hA=8.5m.以地面为零势能面,不计空气阻力.(探险者可视为位于其重心处的一个质点,g=10m/s2)求:
(1)探险者在A点时的重力势能;
(2)探险者运动到B点时的速度大小;
(3)探险者运动到B点时,绳对他的拉力大小.

分析 (1)由题目给定的高度,根据EP=mghAE可得探险者在A点时的重力势能.
(2)探险者由A到B只有重力做功,故机械能守恒,由机械能守恒可得探险者运动到B点时的速度大小.
(3)以探险者为研究对象,根据牛顿第二定律列方程求绳子的拉力.

解答 解:(1)探险者在A点的重力势能为:EP=mghA=60×10×8.5J=5100J
(2)探险者下落的过程只受重力作用,根据机械能守恒定律:
 mghA=mghB+$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$
解得:vB=4$\sqrt{10}$m/s;
(3)在B点,根据牛顿第二定律得:
 F-mg=m$\frac{{{v}_{B}}^{2}}{l}$
代入得:F=1560N;
答:
(1)探险者在A点时的重力势能为5100J;
(2)探险者运动到B点时的速度大小为4$\sqrt{10}$m/s.
(3)探险者运动到B点时,他对绳子的拉力大小是1560N.

点评 本题是简单的机械能守恒和向心力的应用,关键要正确分析向心力来源,掌握重力势能的计算式,注意高度是相对于参考平面的高度.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

3.一船在静水中的速度为6m/s,要渡过宽度为80m,水流的速度为8m/s的河流,下列说法正确的是(  )
A.因为船速小于水速,所以船不能渡过此河
B.因为船速小于水速,所以船不能行驶到正对岸
C.船渡河的最短时间为10s
D.船相对河岸的速度大小一定为10 m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.一列正弦横波在介质中沿x轴传播,A,B是x轴上相距SAB=6m的两质点,A,B两质点的振动图象如图所示.
(1)若A,B在x轴上的距离小于一个波长,则该波的波速为多少?
(2)若波是由A向B传播的,且A,B在x轴上的距离大于一个波长,则该波的波速为多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

15.在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:
(1)动能增加量略小于重力势能减少量的主要原因是C.
A.重物下落的实际距离大于测量值      B.重物下落的实际距离小于测量值
C.重物下落受到阻力.               D.重物的实际末速度大于计算值.
(2)甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带,它们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm.那么一定存在操作错误的同学是丙,错误的原因是先释放重物,后接通电源.
(3)有一条纸带,各点距A点的距离分别为d1,d2,d3,…,如图所示,各相邻点间的时间间隔为T,当地重力加速度为g.要用它来验证B和G两点处机械能是否守恒,则B点的速度表达式为vB=$\frac{{d}_{2}}{2T}$,G点的速度表达式为vG=$\frac{{d}_{7}-{d}_{5}}{2T}$,若B点和G点的速度vB、vG和BG间的距离h均为已知量,则当vG2-vB2=2gh时,机械能守恒.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

2.以下说法正确的是(  )
A.玻璃杯被打碎后不能利用分子间引力使其复原,这是因为碎片间接触处绝大多数分子间距太大,分子引力很弱
B.体表面层分子分布比液体内部稀疏,分子间的相互作用表现为引力
C.热力学第二定律也叫做熵增加原理
D.1g100℃的水与1g100℃的水蒸气相比较,内能相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

12.一个静止在粗糙水平面上(μ=0.1)的物体m=10kg,受到水平向右50N的拉力作用,求物体在3秒末的速度和3秒内的位移.(g取10m/s2
(提示:用牛顿运动定律和运动学公式解题)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

19.如图所示,电源电动势为E、内电阻为r.在滑动变阻器的滑动触片P从图示位置向下滑动的过程中(  )
A.电路中的干路电流变大B.路端电压变小
C.通过电阻R2的电流变小D.通过滑动变阻器R1的电流变大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.一辆轿车以12m/s的速度行驶,快到目的地时开始刹车,作减速直线运动,加速度大小为2m/s2,试求该车刹车后5s内以及刹车后8s内车滑行的距离.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

17.兴趣课堂上,某同学将完全相同的甲、乙两个条形磁铁水平放在粗糙的水平木板上(N极正对),如图所示,并缓慢抬高木板的右端至倾角为θ,这一过程中两磁铁均保持与木板相对静止,下列说法正确的是(  )
A.木板对甲的支持力小于对乙的支持力
B.甲受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化
C.乙受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化
D.继续增大倾角,甲将先发生滑动

查看答案和解析>>

同步练习册答案