题目内容

柳铁一中某物理兴趣小组的同学在物理老师的带领下,在市区进行了如下实践活动,在由静止开始向上运动的电梯里,把一测量加速度的小探头固定在一个质量为1kg的手提包上,到达某一楼层停止,采集数据并分析处理后列在下表中:
建立物理模型 匀加速直线运动 匀速直线运动 匀减速直线运动
时间段(s) 2.5 9 2.5
平均加速度(m/s2 0.40 0 0.40
为此同学们在计算机上画出了很多图象,请你根据上表数据和所学知识判断下列图象(设F为手提包的拉力,g取9.8m/s2)正确的是(  )
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C、精英家教网
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分析:根据电梯的运动情况,由运动学公式求出手提包的速度、位移,由牛顿第二定律求解手提包所受的拉力,再选择图象.根据加速度的大小,直接判断a-t图象的正误.
解答:解:A、物体先匀加速上升,后匀速上升,最后匀减速上升,最大速度v=at=0.4×2.5=1m/s,故A正确
B、根据表格中,匀加速阶段加速度为0.4m/s2,匀减速阶段加速度为0.4m/s2,故B错误;
C、电梯匀加速直线运动过程:运动时间为2.5s,手提包3s末的速度为v1=a1t1=0.4×2.5=1m/s,根据牛顿第二定律得:F1-mg=ma,得手提包受到的拉力为F1=10.2N
电梯匀速直线运动过程:运动时间为9s,手提包的速度为v2=1.0m/s,手提包受到的拉力F2=mg=9.8N
电梯匀减速直线运动过程:运动时间为2.5s,手提包14s末的速度为v3=v2+a3t3=1+(-0.4×2.5)=0,根据牛顿第二定律得:F3-mg=ma3,得手提包受到的拉力F3=9.4N,故C正确
D、根据匀变速直线运动的位移公式s=
1
2
at2
可知,电梯做匀加速和匀减速直线运动过程,位移与时间是非线性关系,且电梯一直上升,故D错误
故选:AC
点评:本题要根据匀变速直线运动的公式求出速度,由牛顿第二定律求出手提包受到的拉力,再选择图象吗,实质上是牛顿第二定律和运动学公式的综合应用.
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