题目内容

【题目】小明是学校的升旗手,他每次升旗都做到了在庄严的《义勇军进行曲》响起时开始升旗,当国歌结束时恰好庄严的五星红旗升到了高高的旗杆顶端.已知国歌从响起到结束的时间是48s,旗杆高度是19m,红旗从离地面1.4m处开始升起.若设小明升旗时先拉动绳子使红旗向上匀加速运动,时间持续4s,然后使红旗做匀速运动,最后使红旗做匀减速运动,加速度大小与开始升起时的加速度大小相同,红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零.试计算小明升旗时使红旗向上做匀加速运动时加速度的大小和红旗匀速运动的速度大小.

【答案】解:设红旗匀速运动的速度大小为v.由题得到红旗上升的位移大小x=19m﹣1.4m=17.6m.由题红旗匀加速运动和匀减速运动的加速度大小相等,根据对称性得知这两个过程的时间相等,红旗匀速运动的时间为:

t2=(48﹣2×4)s=40s,

t1=t3=4s

则有:

代入解得:v=0.4m/s,匀加速运动的加速度大小为:a= =0.1m/s2

答:红旗向上做匀加速运动时加速度的大小为0.1m/s2,红旗匀速运动的速度大小为0.4m/s.


【解析】根据旗杆高度是19m和红旗从离地面1.4m处开始升起,得出红旗上升的位移大小.由于红旗匀加速运动和匀减速运动的加速度大小相等,根据对称性得知这两个过程的时间相等,确定出匀速运动的时间,用位移公式分别得出三个运动过程的位移表达式,求出匀速运动的速度,再求解匀加速运动的加速度大小.
【考点精析】关于本题考查的匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系和加速度,需要了解速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值;加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速),无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大;方向与速度变化Δv的方向一致,但不一定与v的方向一致才能得出正确答案.

练习册系列答案
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【题目】
(1)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球半径为R , 地球表面重力加速度为g , 且不考虑地球自转的影响。则组合体运动的线速度大小为 , 向心加速度大小为

(2)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。

①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有
A.OAADEG的长度 B.OCBCCD的长度
C.BDCFEG的长度 C.ACBDEG的长度

(3)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ,电阻R1=9.0 kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后,发现 三条导线中,混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的,将电建S闭合,用多用电表的电压挡先测量
a 间电压,读数不为零,再测量 间电压,若读数不为零,则一定是导线断开;若读数为零,则一定是导线断开。

②排除故障后,该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1I2数据,作出图象如右图。由I1I2图象得到的电池的电动势E=V,内阻r=Ω。

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