摘要:如图甲所示.某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物.运用传感器测得此过程中不同时刻对轻绳的拉力F与被提升重物的速度v.并描绘出F-图象.假设某次实验所得的图象如图乙所示.其中线段AB与轴平行.它反映了被提升重物在第一个时间段内F和的关系,线段BC的延长线过原点(C点为实线与虚线的分界点).它反映了被提升重物在第二个时间段内F和的关系,第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持不变.因此图象上没有反映.实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s.速度增加到vC=3.0m/s.此后物体做匀速运动.取重力加速度g=10m/s2.绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计. (1)在提升重物的过程中.除了重物的质量和所受重力保持不变以外.在第一时间段内和第二时间段内还各有一些物理量的值保持不变.请分别指出第一时间段内和第二时间内所有其他保持不变的物理量.并求出它们的大小, (2)求被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程. 解释:⑴由v-图象可知.第一时间段内重物所受拉力保持不变.且F1=6.0N 因第一时间段内重物所受拉力保持不变.所以其加速度也保持不变.设其大小为a.根据牛顿第二定律有F1-G=ma.重物速度达到vC=3.0m/s时.受平衡力.即G=F2=4.0N.由此解得重物的质量,联立解得 a =5.0m/s2 ,在第二段时间内.拉力的功率保持不变. ⑵设第一段时间为t1.重物在这段时间内的位移为x1.则.,设第二段时间为t2.t2=t-t1=1.0s,重物在t2这段时间内的位移为x2.根据动能定理有.解得 x2=2.75m 所以被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程 x= x1+ x2=3.15m

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