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12.在20m高处以大小相等的初速度v0=20m/s,将三个质量均为0.1kg的小球a,b,c分别竖直上抛、平抛和竖直下落,从抛出到落地的全过程中,求重力对三个球做的功和平均功率.(不计空气阻力,g取10m/s2

分析 由W=mgh可以求出重力的功,应用匀变速直线运动的运动规律求出小球的运动时间,然后由功率公式求出平均功率.

解答 解:三个小球初末位置的高度差相同,重力做功相同,重力做的功都是:
W=mgh=0.1×10×20=20J,
a做竖直上抛运动,上升的高度:ha=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2g}$=$\frac{2{0}^{2}}{2×10}$=20m,
小球上升时间:ta1=$\frac{{v}_{0}}{g}$=$\frac{20}{10}$=2s,
下降所用时间:ta2=$\sqrt{\frac{2(h+{h}_{a})}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×(20+20)}{10}}$=2$\sqrt{2}$s,
a的运动时间:ta=ta1+ta2=(2+2$\sqrt{2}$)s,
重力的平均功率:Pa=$\frac{W}{{t}_{a}}$=$\frac{20}{2+2\sqrt{2}}$=$\frac{10}{1+\sqrt{2}}$W;
b做平抛运动,b的运动时间:tb=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×20}{10}}$=2s,
平均功率:Pb=$\frac{W}{{t}_{b}}$=$\frac{20}{2}$=10W;
c做竖直下抛运动,由物业公式得:h=v0tc+$\frac{1}{2}$gtc2
即:20=20tc+$\frac{1}{2}$×10×tc2,解得:tc=(2$\sqrt{2}$-2)s,
重力的平均功率:Pc=$\frac{W}{{t}_{c}}$=$\frac{20}{2\sqrt{2}-2}$=$\frac{10}{\sqrt{2}-1}$W;
答:重力对三个球做的功都是20J,平均功率分半是:$\frac{10}{1+\sqrt{2}}$W、10W、$\frac{10}{\sqrt{2}-1}$W.

点评 本题考查了求功与功率问题,分析清楚小球的运动过程,知道小球的运动性质是正确解题的关键,应用功的计算公式、运动学公式与功率公式可以解题.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

2.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路是图中的乙(选项“甲”或“乙”).测量出的电动势E比真实电动势小(填“大”、“小”或“相等”),测量出的内电阻r比真实内阻小(填“大”、“小”或“相等”).
(2)向右电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0~15V)      B.电压表(0~3V)
C.滑动变阻器(0~50Ω)    D.滑动变阻器(0~500Ω)
实验中电压表应选用B;滑动变阻器应选用C.(选填相应器材前的字母)

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

3.“探究求合力的方法”的实验如图所示,图甲轻质细绳套挂在橡皮条的下端,橡皮条的长度为GE;图乙中,用手通过弹簧测力计拉动细绳套,细绳套受到作用力F1、F2,橡皮条伸长,细绳套处于O点,这时它受到橡皮条对它向上的拉力F0;图丙是撤去F1、F2,改用一个力F拉住细绳套,仍使它处于O点,F1、F2、F的大小由弹簧测力计读出;图丁是在白纸上根据平行四边形定则画出的F′图示.
(1)实验中,除已有的器材(橡皮条、弹簧秤、白纸、细绳套、图钉和铅笔)外,还必须有方木板和刻度尺,若F与F′的大小和方向都基本相同,说明共点力合成的平行四边形定则得到了验证.
(2)以下实验操作中,正确的是B
A.两根细绳必须等长
B.读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
D.在不同小组的实验过程中,O点位置必须为同一点
(3)本实验采用的科学方法是C
A.理想实验法 B.控制变量法   C.等效替代法     D.建立物理模型法.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

20.如图所示,水平放置的弹簧左端固定,小物块P(可视为质点)置于水平桌面上的A点,并与弹簧右端接触,此时弹簧处于原长.现用水平向左的推力将P缓慢地推至B点,此时弹簧的弹性势能为EP=21J.撤去推力后,P沿桌面滑上一个停在光滑水平地面上的长木板Q上,已知P、Q的质量分别为m=2kg、M=4kg,A、B间的距离Ll=4m,A距桌子边缘C的距离L2=2m,P与桌面及P与Q间的动摩擦因数都为μ=0.1,g取10m/s2,求:
(1)要使P在长木板Q上不滑出去,长木板至少多长?
(2)若长木板的长度为2.25m,则P滑离木板时,P和Q的速度各为多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

7.以10m/s的速度从地面竖直向上抛出一个物体,忽略空气阻力,g取10m/s2,以初速度方向为正方向,画出该物体运动的a-t,v-t图象如图所示,其中正确的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

1.利用如图1所示的装置测量滑块与水平长木板之间的动摩擦因数μ,一滑块放在水平长木扳上,左侧拴有一细软线,跨过固定在长木板边缘的定滑轮与一重物相连,在重物的牵引下,滑块在长木板上向左运动,重物落地后,滑块继续向左做匀减速运动,在长木板上安装有两个光电门,其中光电门甲固定在长木板的右侧,光电门乙的位置可移动,当一带有挡光片的滑块从右端向左端滑动时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出挡光片从光电门甲至乙所用的时间t,每次都使滑块从同一点由静止开始运动,且滑块开始的位置到光电门甲之间的距离与重物开始的位置到地面的距离相等均为L,改变光电门乙到光电门甲之间的距离X,进行多次测量,并用米尺测量出光电门甲、乙之间相应的距离X,记下相应的t值,所得数据如表所示.
X(m)0.2000.4000.6000.7000.8000.9000.950
t(s)0.0880.1890.3110.3850.4730.6000.720
 $\frac{X}{t}$(m/s)2.272.121.931.821.691.501.32

请你根据题目所给数据完成下列问题(g=9.8m/s2,结果保留两位有效数字):
(1)根据表中所给的数据,在图2的坐标纸上画出$\frac{X}{t}$-t图线;
(2)根据所画出的$\frac{X}{t}$-t图线,得出滑块加速度的大小为a=3.0m/s2
(3)滑块与水平长木板之间的动摩擦因数μ=0.31.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

8.甲乙丙三辆汽车以相同速度同时通过某一路标,从此时开始甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一个路标时的速度又相同,则最先通过下一路标的应是(  )
A.B.
C.D.条件不足,无法判断

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5.如图所示,人重300N,物体重200N,地面粗糙,当人用100N的力向下拉绳子时,人和物体均处于静止状态,求:
(1)地面对人的支持力的大小;
(2)地面对物体的支持力的大小;
(3)地面对物体的摩擦力的大小.

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6.如图(a)所示,AB是某电场中的一条电场线.若带负电的粒子以某一初速度并且仅在电场力的作用下,沿AB由点A运动到点B,其速度图象如图(b)所示.下列关于A、B两点的电势ϕ和电场强度E和电势能EP大小的判断正确的是(  )
A.EA<EB
B.粒子从A点到B点过程,前半程电场力做功小于后半程的功
C.φA>φB
D.EPA>EPB

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