题目内容

7.如图所示是某矿井中的升降机由井底上升到井口的过程中的运动图象,试根据速度-时间图象回答下列问题:
(1)分析各段的运动情况;
(2)计算各段的加速度.

分析 速度图象倾斜的直线表示匀变速直线运动,平行于t轴的直线表示匀速直线运动,根据图线的形状分析运动情况.
根据速度图象的斜率等于物体的加速度,由数学知识求出升降机的加速度.

解答 解:(1)根据图象的斜率表示加速度可知,升降机先以大小不变的加速度加速运动2 s.然后匀速运动2 s,最后以大小不变的加速度减速运动1 s.
(2)0~2 s内,a1=$\frac{△v}{△t}=\frac{12}{2}$m/s=6 m/s2,方向与速度方向相同,
2 s~4 s内,a2=0.
4 s~5 s内,a3=$\frac{△v}{△t}=\frac{0-12}{1}$m/s2=-12 m/s2,方向与速度方向相反.
答:升降机先以大小不变的加速度加速运动2 s.然后匀速运动2 s,最后以大小不变的加速度减速运动1 s.0~2 s内,升降机做匀加速直线运动,加速度大小为6 m/s2,方向与速度方向相同,2 s~4 s内做匀速运动,加速度为0.4 s~5 s内做匀减速直线运动加速度大小为12 m/s2,方向与速度方向相反.

点评 根据速度-时间图象读出加速度,是应掌握的基本能力.关键抓住斜率等于加速度进行分析和计算.

练习册系列答案
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5.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.

(1)实验时,该同学进行了如下步骤:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,测量出挡光片中心(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t.
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律.
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为mgh=$\frac{1}{2}$(2M+m)($\frac{d}{△t}$)2(已知重力加速度为g)
(3)引起该实验系统误差的原因有绳子有质量;或滑轮与绳子有摩擦;或重物运动受到阻力作用(写一条即可).
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决:
①写出a与m之间的关系式:a=$\frac{mg}{2M+m}$(还要用到M和g);
②a的值会趋于重力加速度g.

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