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一质量为m=40 kg的小孩站在电梯内的体重计上.电梯从t=0时刻由静止开始上升,在0到6 s内体重计示数F的变化如图所示.试问:在这段时间内电梯上升的高度是多少?取重力加速度g=10 m/s2

答案:h=9m
解析:

  由图可知,在t=0到t=t1=2 s的时间内,体重计的示数大于mg,故电梯应做向上的加速运动.设在这段时间内体重计作用于小孩的力为f1,电梯及小孩的加速度为a,由牛顿第二定律,得f1-mg=ma1

  在这段时间内电梯上升的高度h1a1t12

  在t1到t=t2=5 s的时间内,体重计的示数等于mg,故电梯应做匀速上升运动,速度为t1时刻电梯的速度,即v1=a1t1

  在这段时间内电梯上升的高度h2=v1(t2-t1)

  由图可知,在t2到t=t3=6 s的时间内,体重计的示数小于mg,故电梯应做向上的减速运动.设这段时间内体重计作用于小孩的力为f2,电梯及小孩的加速度为a2,由牛顿第二定律,得mg-f2=ma2

  在这段时间内电梯上升的高度h3=v1(t3-t1)-a1(t3-t2)2

  电梯上升的总高度h=h1+h2+h3

  由以上各式,利用牛顿第三定律和题文及题图中的数据,解得h=9 m.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表.

规格

后轮驱动直流永磁毂电机

车型

26  电动自行车

额定输出功率

120 W

整车质量

30 kg

额定电压

40 V

最大载重

120 kg

额定电流

3.5 A

质量M=70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力f恒为车和人总重的k=0.02倍,取g=10 m/s2.求:

(1)此车的永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率;

(2)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,人骑车行驶的最大速度.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ,某同学设计了如图甲所示的装置,滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出).实验中,重力加速度g取10 m/s2.

(1) 用游标卡尺测量窄片K的宽度d,如图乙所示,则d=__________mm,用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x,滑块在水平轨道上做匀加速直线运动,挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB,根据运动学公式,可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a=____________;

(2) 该同学通过改变托盘中的砝码数量,进行了多次实验,得到的多组数据如下:

实验

次数

托盘和盘中砝码

的总质量m/(kg)

滑块的加速度

a/(m/s2)

1

0.100

0

2

0.150

0

3

0.200

0.39

4

0.250

0.91

5

0.300

1.40

6

0.350

1.92

7

0.400

2.38

  

请根据表中数据在图丙中作出am图象.从数据或图象可知,a是m的一次函数,这是由于采取了下列哪一项措施________.

A. 每次实验的M+m′都相等  B. 每次实验都保证M+m′远大于m

C. 每次实验都保证M+m′远小于m  D. 每次实验的m′+m都相等

(3) 根据am图象,可知μ=________(请保留两位有效数字).

图甲

  图乙

图丙

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ,某同学设计了如图甲所示的装置,滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出).实验中,重力加速度g取10 m/s2.

 (1) 用游标卡尺测量窄片K的宽度d,如图乙所示,则d=__________mm,用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x,滑块在水平轨道上做匀加速直线运动,挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB,根据运动学公式,可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a=____________;

(2) 该同学通过改变托盘中的砝码数量,进行了多次实验,得到的多组数据如下:

实验

次数

托盘和盘中砝码

的总质量m/(kg)

滑块的加速度

a/(m/s2)

1

0.100

0

2

0.150

0

3

0.200

0.39

4

0.250

0.91

5

0.300

1.40

6

0.350

1.92

7

0.400

2.38

请根据表中数据在图丙中作出am图象.从数据或图象可知,a是m的一次函数,这是由于采取了下列哪一项措施________.

A. 每次实验的M+m′都相等  B. 每次实验都保证M+m′远大于m

C. 每次实验都保证M+m′远小于m  D. 每次实验的m′+m都相等

(3) 根据am图象,可知μ=________(请保留两位有效数字).

图甲

  图乙

 图丙

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科目:高中物理 来源:新课标版高三物理选修3-4电磁波相对论专项训练 题型:填空题

(1)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍.则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍,粒子运动速度是光速的________倍.

(2)某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上.某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0s后,单摆才开始摆动.此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10 km和5.0 km,频率为1.0 Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方,求震源离实验室的距离.

【解析】:(1)以速度v运动时的能量Emv2,静止时的能量为E0m0v2,依题意EkE0,故mkm0

m=,解得vc.

(2)地震纵波传播速度为:vpfλp

地震横波传播速度为:vsfλs

震源离实验室距离为s,有:svpt

svs(tΔt),解得:s==40 km.

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,质量m1=10 kg和m2=30 kg的两物体,叠放在动摩擦因数为0.50的粗糙水平地面上,一处于水平位置的轻弹簧,劲度系数为k=250 N/m,一端固定于墙壁,另一端与质量为m1的物体相连,弹簧处于自然状态,现用一水平推力F作用于质量为m2的物体上,使它缓慢地向墙壁一侧移动,当移动0.40 m时,两物体间开始相对滑动,这时水平推力F的大小为(  )

A.100 N     B.300 N

C.200 N     D.250 N

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同步练习册答案