题目内容

5.将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,运动过程中所受阻力大小恒定,方向与运动方向相反.该过程的v-t图象如图所示,g取10m/s2
(1)求小球所受重力和阻力之比?
(2)求小球落回抛出点时的速度大小?

分析 (1)根据速度时间图线得出匀减速运动的加速度大小,根据牛顿第二定律求出阻力的大小,从而得出小球重力和阻力的比值;
(2)根据图线得出上升的位移,结合下降的加速度,运用速度位移公式求出小球回到抛出点的速度大小.

解答 解:(1)由图象得:小球向上做匀减速运动的加速度大小为:${a}_{1}=\frac{24}{2}=12m/{s}^{2}$,
根据牛顿第二定律得:mg+f=ma1
解得阻力为:f=ma1-mg=2m=2N,
则重力和阻力大小之比为5:1.
(2)根据牛顿第二定律得:mg-f=ma2
解得小球下降的加速度大小为:a2=8m/s2
根据x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得:t=$\sqrt{\frac{2x}{a}}$,知上升的时间和下落的时间之比为$\sqrt{6}:3$.
小球匀减速上升的位移为:x=$\frac{1}{2}×2×24m=24m$,
根据v2=2a2x得:V=$8\sqrt{6}$m/s
答:(1)小球所受重力和阻力之比为5:1;
(2)小球落回抛出点时的速度大小为$8\sqrt{6}$m/s.

点评 本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,知道图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示位移.

练习册系列答案
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15.某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验,实验室提供如下器材:
热敏电阻Rt(常温下约8kΩ)、温度计、电流表A(量程1mA,内阻约200Ω)、电压表V(量程3V,内阻约10kΩ)、电池组E(电动势为4.5V,内阻约1Ω)、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、开关S、导线若干、烧杯和水.
(1)根据实验所提供的器材,设计实验电路,画在图1甲所示的方框中.
(2)图1乙所示是实验器材的实物图,图中已连接了部分导线,请根据你所设计的实验电路,补充完成实物间的连线.

(3)利用补充完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值,画出该热敏电阻的Rt-t图象如图2中的实测曲线,与图中理论曲线相比二者有一定的差异.除了偶然误差外,关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法,下列叙述正确的是AC.
A.电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大
B.电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小
C.温度升高到一定值后,电流表宜采用外接法
D.温度升高到一定值后,电流表宜采用内接法
(4)将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用,当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时,满足关系式I2R=k(t-t0)(其中k是散热系统,t是电阻的温度,t0是周围环境温度,I为电流强度),电阻的温度稳定在某一值.若通过它的电流恒为50mA,t0=20℃,k=0.25W/℃,由实测曲线可知该电阻的温度稳定在48℃.

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