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某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N.他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内,弹簧测力计的示数如图3-6-12所示,电梯运行的v-t图像可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )
图3-6-12
图3-6-13
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.一同学想研究电梯上升过程的运动规律.某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5kg的砝码和一套便携式DIS实验系统,砝码悬挂在力传感器上.电梯从第一层开始启动,中间不间断,一直到最高层停止.在这个过程中,显示器上显示出的力随时间变化的关系如图所示.取重力加速度g=10 m/s2,根据图中的数据,求:
图3-6-14
(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段的加速度a2的大小;
(2)电梯在3.0~13.0 s时间段内的速度v的大小;
(3)电梯在19.0 s内上升的高度H.
【解析】:根据牛顿第二定律得
(1)a1== m/s2=1.6 m/s2,
a2== m/s2=0.8 m/s2.
(2)v1=a1t1=1.6×3 m/s=4.8m/s.
(3)H=a1t+v1t2+a2t=×1.6×32 m+4.8×10 m+×0.8×62 m=7.2 m+48 m+14.4 m
=69.6 m.
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美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”.飞行员将飞艇开到6000 m的高空后,让飞艇由静止下落,以模拟一种微重力的环境.下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍,这样,可以获得持续25 s之久的失重状态,大学生们就可以进行微重力影响的实验.紧接着飞艇又做匀减速运动.若飞艇离地面的高度不得低于500 m,重力加速度g取10m/s2,试计算:
(1)飞艇在25 s内下落的高度;
(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力是其重力的多少倍.
【解析】:(1)设飞艇在25s内下落的加速度为a1,根据牛顿第二定律可得
mg-F阻=ma1,
解得:a1==9.6 m/s2.
飞艇在25 s内下落的高度为
h1=a1t2=3000m.
(2)25 s后飞艇将做匀减速运动,开始减速时飞艇的速度v为
v=a1t=240m/s.
减速运动下落的最大高度为
h2=(6000-3000-500)m=2500 m.
减速运动飞艇的加速度大小a2至少为
a2==11.52 m/s2.
设座位对大学生的支持力为N,则
N-mg=ma2,
N=m(g+a2)=2.152mg
根据牛顿第三定律,N′=N
即大学生对座位压力是其重力的2.152倍.
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下列关于力的说法错误的是( )
A.力是物体与物体之间的相互作用
B.力可以只有施力物体而没有受力物体
C.力是矢量,它既有大小又有方向
D.力可以用带箭头的线段表示
【解析】:选B.力是物体与物体之间的相互作用,故一个力既有施力物体,又有受力物体,B错误,其余都是正确的.
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在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛,如图2-1-2是某壮汉正通过绳索拉汽车运动.则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是( )
图2-1-2
A.壮汉、汽车 B.壮汉、绳索
C.绳索、汽车 D.汽车、绳索
【解析】:选C.要研究的是汽车,直接对汽车产生拉力的是绳索而不是壮汉,汽车所受拉力是绳索和汽车之间的相互作用,故其施力物体是绳索,受力物体是汽车.
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关于施力物体和受力物体的说法中正确的是( )
A.桌面对书的支持力,施力物体是桌面,受力物体是书
B.书对桌面的压力,施力物体是桌面,受力物体是书
C.桌面对书的支持力,施力物体是书,受力物体是桌面
D.书对桌面的压力,施力物体是书,受力物体是桌面
【解析】:选AD.施加作用力的物体为施力物体,受到力作用的物体为受力物体,由施力物体和受力物体的定义易知A、D正确.
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下列说法中正确的是( )
A.自由下落的石块的速度越来越大,说明石块所受重力越来越大
B.在空中飞行的物体不受重力作用
C.一抛出的石块轨迹是曲线,说明石块所受的重力方向始终在改变
D.将一石块竖直向上抛出,在先上升后下降的整个过程中,石块所受重力的大小与方向都不变
【解析】:选D.物体的重力大小G=mg,g的值与物体运动的速度大小和方向无关,重力的方向总是竖直向下的,与物体的运动状态也无关,因此,A、B、C均错误,D正确.
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如图所示,物体A对物体B的压力是10 N,试画出这个力的图示和示意图.
图2-1-3
【解析】:(1)画力的图示
①选定标度:此题选2 mm长的线段表示2 N的力.
②从作用点沿力的方向画一线段,线段长短跟选定的标度和力的大小成正比,线段上加刻度,如图甲所示,也可以如图乙所示,从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(10mm)的线段;
③在线段上加箭头表示力的方向.
(2)画力的示意图:从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向,然后标明N=10 N即可,如图丙所示.
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一人站在体重计上称体重,保持立正姿势称的体重为G,当其缓慢地把一条腿伸出台面,体重计指针稳定后读数为G′,则( )
A.G>G′ B.G<G′
C.G=G′ D.无法判定
【解析】:选C.人对体重计台面的压力大小依然等于人的重力,所以体重计读数G=G′,C项对.
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下列关于力的作用效果的叙述正确的是( )
A.物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用
B.物体的运动状态没有发生改变,物体也可能受到力的作用
C.力的作用效果不仅取决于力的大小和方向,还与力的作用点有关
D.力作用在物体上,必定同时出现形变和运动状态的改变
【解析】:选ABC.因为力是改变物体运动状态的原因.所以A正确;力的作用效果是使物体运动状态改变或者使物体发生形变,所以B正确,D不正确.力的三要素大小、方向、作用点都影响力的作用效果,故C正确.
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