题目内容
一质量为m=40 kg的小孩站在电梯内的体重计上.电梯从t=0时刻由静止开始上升,在0到6 s内体重计示数F的变化如图4-7-21所示.试问:在这段时间内电梯上升的高度是多少?取重力加速度g=10 m/s2.
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图4-7-21
解析:由图可知,在t=0到t1=2 s的时间内,体重计的示数大于mg,故电梯应做向上的加速运动.设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1,电梯及小孩的加速度为a1,由牛顿第二定律,得F1-mg=ma1.
在这段时间内电梯上升的高度
h1=
a1t
.
在t1=2 s到t2=5 s的时间内,体重计的示数等于mg,故电梯应做匀速上升运动,速度为t1时刻电梯的速度,即v1=a1t1.
在这段时间内电梯上升的高度
h2=v1(t2-t1).
在t2=5 s到t3=6 s的时间内,体重计的示数小于mg,故电梯应做向上的减速运动.设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2,电梯及小孩的加速度为a2,由牛顿第二定律,得mg-F2=ma2.
在这段时间内电梯上升的高度
h3=v1(t3-t2)-
a2(t3-t2)2.
电梯上升的总高度h=h1+h2+h3.
由以上各式和题文及题图中的数据,解得h=9 m.
答案:9 m
规格 | 后轮驱动直流永磁毂电机 | ||
车型 | 26 电动自行车 | 额定输出功率 | 120 W |
整车质量 | 额定电压 | 40 V | |
最大载重 | 额定电流 | ||
质量M=
(1)此车的永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率;
(2)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,人骑车行驶的最大速度.
要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ,某同学设计了如图甲所示的装置,滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出).实验中,重力加速度g取10 m/s2.
(1) 用游标卡尺测量窄片K的宽度d,如图乙所示,则d=__________mm,用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x,滑块在水平轨道上做匀加速直线运动,挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB,根据运动学公式,可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a=____________;
(2) 该同学通过改变托盘中的砝码数量,进行了多次实验,得到的多组数据如下:
| 实验 次数 | 托盘和盘中砝码 的总质量m/(kg) | 滑块的加速度 a/(m/s2) |
| 1 | 0.100 | 0 |
| 2 | 0.150 | 0 |
| 3 | 0.200 | 0.39 |
| 4 | 0.250 | 0.91 |
| 5 | 0.300 | 1.40 |
| 6 | 0.350 | 1.92 |
| 7 | 0.400 | 2.38 |
请根据表中数据在图丙中作出am图象.从数据或图象可知,a是m的一次函数,这是由于采取了下列哪一项措施________.
A. 每次实验的M+m′都相等 B. 每次实验都保证M+m′远大于m
C. 每次实验都保证M+m′远小于m D. 每次实验的m′+m都相等
(3) 根据am图象,可知μ=________(请保留两位有效数字).
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图甲
图乙
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图丙
要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ,某同学设计了如图甲所示的装置,滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出).实验中,重力加速度g取10 m/s2.
(1) 用游标卡尺测量窄片K的宽度d,如图乙所示,则d=__________mm,用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x,滑块在水平轨道上做匀加速直线运动,挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB,根据运动学公式,可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a=____________;
(2) 该同学通过改变托盘中的砝码数量,进行了多次实验,得到的多组数据如下:
| 实验 次数 | 托盘和盘中砝码 的总质量m/(kg) | 滑块的加速度 a/(m/s2) |
| 1 | 0.100 | 0 |
| 2 | 0.150 | 0 |
| 3 | 0.200 | 0.39 |
| 4 | 0.250 | 0.91 |
| 5 | 0.300 | 1.40 |
| 6 | 0.350 | 1.92 |
| 7 | 0.400 | 2.38 |
请根据表中数据在图丙中作出am图象.从数据或图象可知,a是m的一次函数,这是由于采取了下列哪一项措施________.
A. 每次实验的M+m′都相等 B. 每次实验都保证M+m′远大于m
C. 每次实验都保证M+m′远小于m D. 每次实验的m′+m都相等
(3) 根据am图象,可知μ=________(请保留两位有效数字).
图甲
图乙
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图丙