题目内容

如图3所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F提升原来静止的质量m=10kg的物体，以大小为2m/s2的加速度匀加速上升，求前3s内力F做的功.（g取10m/s2）


见解析


【试题分析】
物体受到两个力的作用，拉力T和重力mg，由牛顿第二定律得T-mg=ma
所以T=m（g+a）=10×（10+2）N=120N
F=T/2=60N
物体从静止开始运动，3s内的位移为
l=at2/2=1/2×2×32m=9m
力F作用的质点为绳的端点，而在物体发生9m的位移的过程中，绳的端点的位移为2l=18m，所以力F做的功为
W=F?2l=60×18J=1080J
练习册系列答案
相关题目
在做“验证牛顿第二定律”的实验时（装置如图1所示）
（1）研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：
（A）用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量．
（B）按图装好实验器材．使带滑轮长木板右端抬起，平衡摩擦力．
（C）把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶．
（D）将打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量．
（E）保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验．

（F）分析每条纸带，测量并计算出加速度的值．
（G）作a-M关系图象，并由图象确定a、M关系．
在上述步骤中，有错误或处理不恰当的是
步骤
D
D
，应把
6V电压的蓄电池
6V电压的蓄电池
改为
6V的低压交流学生电源
6V的低压交流学生电源
．
步骤
G
G
，应把
a-M
a-M
改为
a-
1
M
a-
1
M
．
（2）利用上题装置做“验证牛顿第二定律”的实验时：
甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图2所示中的直线Ⅰ，乙同学画出的图象为图中的Ⅱ直线．直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大．明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是
BC
BC
．
（A）实验前甲同学没有平衡摩擦力
（B）甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（C）实验前乙同学没有平衡摩擦力
（D）乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（3）在用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车做匀加速直线运动的加速度的实验中，得到如图3所示的一条纸带，从比较清晰的点开始起，每5个打印点取一个计数点，分别标上0、1、2、3…量得0与1两点间的距离s1=30mm，3与4两点间的距离s4=48mm，打下0与1两点之间时间内小车的平均速度
0.30
0.30
m/s，则小车的加速度为
0.60
0.60
m/s2．
（1）某电动机的三组线圈①、②、③阻值相同，均为几欧姆，接法可能是图1中甲、乙两种之一，A、B和C是外接头．现有一组线圈断路，维修人员通过多用电表测量外接头之间的电阻来判断故障，若测量A和B之间、B和C之间、A和C之间的电阻时，多用电表指针偏转分别如图2（a）、（b）、（c）所示，则测量中使用的欧姆档的倍率是
 
（填×1、×10、×100或×1k），三组线圈的接法是
 
（填甲或乙），断路线圈是
 

（填①、②或③）．
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（2）某同学设计了如图3所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ．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．实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s2．
①为测量滑块的加速度a，须测出它在A、B间运动的
 
与
 
，计算a的运动学公式是
 
；
②根据牛顿运动定律得到a与m的关系为：a=
(1+μ)gM+(m′+m)
m-μg，他想通过多次改变m，测出相应的a值，并利用上式来计算μ．若要求a是m的一次函数，必须使上式中的
 
保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于
 
；
③实验得到a与m的关系如图4所示，由此可知μ=
 
（取两位有效数字）
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（2013?深圳二模）（1）根据要求，完成“验证力的平行四边形定则”实验．
①如图甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖立在桌面上，用图钉把橡皮筋 的一端固定在A点，另一端B连结两条轻绳，跨过定滑轮后各栓一细绳套，分别 挂上3个钩码和4个钩码（每个钩码重lN），调整滑轮的位置，稳定后结点B位 于O处，记下
O的位置
O的位置
和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码．
②如图乙所示，取某单位长度表示lN，用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2；再用一把弹簧测力计把结点万也拉至O处，记下测力计的读数F′=
5.0
5.0
N，取下测力计．
③在图丙作出F1和F2的合力F及拉力F′的图示．（图作在答题卡上）
④对比F和F′的大小和方向，发现它们不是完全一致的，其可能的原因是
测量存在误差
测量存在误差
（填一个原因）

（2）图1是“用伏安法测量金属丝电阻率ρ”的实验电路图．
①用螺旋测微器测得金属丝直径d如图2所示，可读出d=
3.95
×10
-4
 
3.95
×10
-4
 
m．
②闭合电键，调节P的位置，读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数，算出对 应的电阻R，利用多组数据绘出如图3所示的R-x图象，可得该图线的斜率 k=
10
10
Ω/m．
③利用图线的斜率k、金属丝的直径d，得到金属丝电阻率ρ的表达式为
π
d
2
 
k
4
π
d
2
 
k
4

④图中的a导线从电流表的“0.6A”接线柱改接于电流表的“-”接线柱上，可以测 量电源的电动势和内阻．闭合电键，调节P的位置，读出多组电压表和电流表的 示数，把实验得到的数据绘成如图4所示的U-I图象，得出电源的电动势 E=
2.80
2.80
V；若R0=2.0Ω，则电源的内阻r=
1.0
1.0
Ω．

如图11所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F提升原来静止的质量为m＝10 kg的物体，使其以大小为a＝2 m/s2的加速度匀加速上升，求前3 s内力F做的功．(取g＝

10 m/s2)

 

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