题目内容

12.将一只木球以v0的初速度竖直向上抛出,设小球在运动过程中所受到的阻力f的大小与小球的运动速度v成正比.则在小球抛出后到落回抛出点的过程中,其运动的速度v、加速度a、位移s和机械能随时间t(或离出发点的距离h)的函数图象,其中一定错误的是(  )
A.B.C.D.

分析 本题中木球受到重力和空气阻力作用,根据牛顿第二定律分析加速度情况,v-t图象的斜率表示加速度,从而分析其运动情况,根据功能关系分析机械能的变化,即可选择图象.

解答 解:AB、上升阶段,根据牛顿第二定律,有:mg+f=ma,故a=g+$\frac{f}{m}$,由于阻力随着速度的减小而减小,则加速度逐渐减小,v-t图象的斜率减小;
下降阶段,根据牛顿第二定律,有:mg-f=ma,故a=g-$\frac{f}{m}$,由于阻力随着速度的增大而增大,故加速度减小,v-t图象的斜率减小.故AB正确.
C、s-t图象切线的斜率等于速度,木块速度先增大后减小,由于上升过程的加速度比下降过程的加速度大,上升过程速度减小更快,所以上升时间比下降时间短,故C错误.
D、机械能的变化等于空气阻力做功,则有△E=-f△h,上升时,f减小,E-h图象的斜率减小.下降时,f增大,E-h图象的斜率增加,故D正确.
本题选错误的,故选:C.

点评 本题关键是受力分析后得到加速度的表达式,然后结合速度的变化得到阻力变化,最后判断出加速度的变化规律.

练习册系列答案
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1.为了探究能量转化和守恒规律,某学习研究小组设计如图1所示装置进行实验.

(1)为了测定整个过程电路产生的焦耳热,需要知道螺线管线圈的电阻.用替代法测线圈电阻Rx的阻值可用如图2所示电路,图中RS为电阻箱(RS的最大阻值大于待测电阻Rx的阻值),S2为单刀双掷开关,R0为滑动变阻器.为了电路安全,测量前应将滑动变阻器的滑片P调至a,(填“a”或“b”)电阻箱RS阻值应调至最大(选填“最大”或“最小”).闭合S1开始实验,接下来有如下一些操作,合理的次序是CABED(选填字母代号):
A.慢慢移动滑片P使电流表指针变化至某一适当位置
B.将S2闭合在1端              
C.将S2闭合在2端
D.记下电阻箱上电阻读数
E.调节电阻箱RS的值,使电流表指针指在与上一次指针位置相同
(2)按图1所示装置安装实验器材后,将质量为0.50kg的条形磁铁拖一条纸带由静止释放,利用打点计时器打出如图3所示的纸带.磁铁下落过程中穿过空心的螺线管,螺线管与10Ω的电阻丝接成闭合电路,用电压传感器采集数据得到该电阻两端电压与时间的U-t图,并转换为U2-t图,如图4所示.
①经分析纸带在打第14点时,条形磁铁已经离线圈较远了,打第14点时磁铁速度为2.0米/秒.0~14点过程中,磁铁的机械能损失为0.18焦耳.(取两位有效数字,g取9.8m/s2
②若螺线管线圈的电阻是90Ω,又从图4中U2-t图线与时间轴所围的面积约为103格,可以计算磁铁穿过螺线管过程中,在回路中产生的总电热是0.10焦耳.(取两位有效数字)
③实验结果机械能损失与回路中电流产生的热量相差较大,试分析其原因可能磁铁的机械能损失还有一部分是;纸带克服摩擦力做功;磁铁克服空气阻力做功;在电磁感应过程中存在电磁辐射.

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