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7.如图甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力F,使环由静止开始运动,己知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示,重力加速度g取10m/s2.则以下判断正确的是(  )
A.小环的质量是lkg
B.细杆与地面间的倾角是30°
C.前3s内拉力F的最大功率是2.5W
D.前3s内小环机械能的增加量是5.75J

分析 小环在拉力的作用下,先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动.根据牛顿第二定律求出小环的质量和斜面的倾角.在前3s内,1s末拉力的功率最大,根据P=Fv求出拉力的最大功率.根据拉力做的功求出机械能的增量.

解答 解:A、根据牛顿第二定律有:F1-mgsinθ=ma,代入数据得,5-10msinθ=0.5m.
F2=mgsinθ,代入数据得,4.5=10msinθ,联立两式解得:m=1kg,sinθ=0.45.故A正确,B错误.
C、1s末拉力的功率最大,根据P=Fv得,P=2.5W.故C正确.
D、拉力做的功等于机械能的增量,第一秒内的位移为0.25m,后2s内的位移为1m,则拉力做功W=F1x1+F2x2=5×0.25+4.5×1=5.75J.故D正确.
故选:ACD.

点评 解决本题的关键理清小环的运动情况,运用牛顿第二定律和功能关系进行求解.

练习册系列答案
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17.荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.如图是荡秋千的示意图,若人直立站在踏板上,从绳与竖直方向成90°角的A点由静止开始运动,摆到最低点B时,两根绳对踏板的总拉力是人所受重力的两倍.随后,站在B点正下面的某人推一下,使秋千恰好能摆到绳与竖直方向成90°角的C点.设人的重心到悬杆的距离为l,人的质量为m,踏板和绳的质量不计,人所受空气阻力与人的速度成正比.则下列判断中正确的是(  )
A.人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能等于$\frac{1}{2}$mgl
B.人从A点运动到最低点的过程中损失的机械能等于$\frac{1}{4}$mgl
C.站在B点正下面的某人推一下做的功小于mgl
D.站在B点正下面的某人推一下做的功大于mgl

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18.如图a所示,小物体从竖直弹簧上方离地高h1处由静止释放,其动能Ek与离地高度h的关系如图b所示.其中高度从h1下降到h2,图象为直线,其余部分为曲线,h3对应图象的最高点,轻弹簧劲度系数为k,小物体质量为m,重力加速度为g.以下说法正确的是(  )
A.小物体下降至高度h3时,弹簧形变量为0
B.小物体下落至高度h5时,加速度为0
C.小物体从高度h2下降到h4,弹簧的弹性势能增加了mg(h2-h4
D.小物体从高度h1下降到h5,弹簧的最大弹性势能为2mg(h1-h5

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15.如图所示,理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和L2.导线的等效电阻为R.现将原来断开的开关S闭合,若变压器原线圈两端的电压保持不变,则下列说法中正确的是(  )
A.电阻R两端的电压变小B.通过灯泡L1的电流增大
C.原线圈中的电流减小D.变压器的输入功率变大

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

2.为纪念“光纤之父”、诺贝尔物理学奖获得者华裔物理学家高锟的杰出贡献,早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”.已知“高锟星”半径为R,其表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,在不考虑自转的情况,求:(以下结果均用字母表达即可)
(1)卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度;
(2)假设某卫星绕“高锟星”做匀速圆周运动且运行周期为T,求该卫星距地面的高度;
(3)假设“高锟星”为一均匀球体,试求“高锟星”的平均密度(球体积V=$\frac{4}{3}$πR3).

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12.某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题,设计了如下实验.A、B是质量均为m的小物块,C是质量为M的重物,A、B间由轻弹簧相连,A、C间由轻绳相连.在物块B下放置一压力传感器,重物C下放置一速度传感器,压力传感器与速度传感器相连.当压力传感器示数为零时,就触发速度传感器测定此时重物C的速度.整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度为g.实验操作如下:
(1)开始时,系统在外力作用下保持静止,细绳拉直但张力为零.现释放C,使其向下运动,当压力传感器示数为零时,触发速度传感器测出C的速度为v.
(2)在实验中保持A,B质量不变,改变C的质量M,多次重复第(1)步.
①该实验中,M和m大小关系必需满足M大于 m(选填“小于”、“等于”或“大于”)
②为便于研究速度v与质量M的关系,每次测重物的速度时,其已下降的高度应相同(选填“相同”或“不同”)
③根据所测数据,为得到线性关系图线,应作出v2-$\frac{1}{M+m}$(选填“v2-M”、“v2-$\frac{1}{M}$”或“v2-$\frac{1}{M+m}$”)图线.
④根据③问的图线知,图线在纵轴上截距为b,则弹簧的劲度系数为$\frac{4m{g}^{2}}{b}$(用题给的已知量表示).

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19.下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(  )
A.二者均为假想的线,实际上并不存在
B.实验中常用铁屑来模拟磁感线形状,因此磁感线是真实存在的
C.任意两条磁感线不相交,电场线也是
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16.如图所示,超市为了方便顾客安装了智能化的自动扶梯(无台阶).为了节约能源,在没有乘客乘行时,自动扶梯以较小的速度匀速运行,当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行.则电梯在运送乘客的过程中(  )
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17.某运动员110米跨栏成绩是12秒91,夺得金牌,这个成绩取决于他在110米中(  )
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