5.(2012北京高考卷).(18分)

   摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米.电梯的简化模型如图1所示.考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度a是随时间t变化的,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a─t图像如图2所示.

电梯总质量m=2.0×103kg.忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2.

(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;

(2)类比是一种常用的研究方法.对于直线运动,教科书中讲解了由υ─t图像求位移的方法.请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示a─t图像,求电梯在第1s内的速度改变量Δυ1和第2s末的速率υ2;

(3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P;再求在0─11s时间内,拉力和重力对电梯所做的总功W.

 

 

 

 

 

 

.(18分)

   (1)由牛顿第二定律,有   F-mg= ma

      由a─t图像可知,F1和F2对应的加速度分别是a1=1.0m/s2,a2=-1.0m/s2

                   F1= m(g+a1)=2.0×103×(10+1.0)N=2.2×104N

                   F2= m(g+a2)=2.0×103×(10-1.0)N=1.8×104N

   (2)类比可得,所求速度变化量等于第1s内a─t图线下的面积

                Δυ1=0.50m/s

      同理可得,       Δυ2=υ2-υ0=1.5m/s

     υ0=0,第2s末的速率  υ2=1.5m/s

(3)由a─t图像可知,11s~30s内速率最大,其值等于0~11s内a─t图线下的面积,有

              υm=10m/s

    此时电梯做匀速运动,拉力F等于重力mg,所求功率

                P=Fυm=mgυm=2.0×103×10×10W=2.0×105W

   由动能定理,总功

              W=Ek2-Ek1=mυm2-0=×2.0×103×102J=1.0×105J

3.(2012全国理综).(11分)

图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。

 

 

(1)完成下列实验步骤中的填空:

①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。

②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸袋,在纸袋上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分,没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m处应成_________关系(填“线性”或“非线性”)。

(2)完成下列填空:

(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。

(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=__________mm,s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。

(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。

[解析与答案](1)间距相等的点。(2)线性

(2)(i)远小于m

(ii)

.

(iii)设小车的质量为,则有,变形得,所以图象的斜率为,所以作用力,图象的截距为,所以。

6(2)(2012广东卷)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。

①将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向(填“水平”或“竖直”)

②弹簧自然悬挂,待弹簧______时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表表:

代表符号
L0
Lx
L1
L2
L3
L4
L5
L6
数值(cm)
25.35
27.35
29.35
31.30
33.4
35.35
37.40
39.30

表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小长度为______。

③图16是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_________的差值(填“L0或L1”)。

④由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。

答案:. (2)  ①竖直  ②稳定  L3   1mm

③  L0

④  4.9   10

7(2012海南卷).如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力

A.等于零  B.不为零,方向向右

C.不为零,方向向左

D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右

解析:斜劈和物块都平衡对斜劈和物块整体受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零,选A

8(2012山东卷).如图所示,两相同轻质硬杆、可绕其两端垂直纸面的水平轴、、转动,在点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。表示木块与挡板间摩擦力的大小,表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且、始终等高,则

A.变小     B.不变

C.变小     D.变大

答案:BD

9(2012全国新课标).如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中

A.N1始终减小,N2始终增大

B.N1始终减小,N2始终减小

C.N1先增大后减小,N2始终减小

D.N1先增大后减小,N2先减小后增大

[答案]B

[解析]本题考查物体的动态平衡,对球受力分析可知,N1

与N2的合力为定值,与重力反向等大。作图。由图形可

知,当板缓慢转动中,N1与N2的方向便发生如图示变

化,但合力不变,可得答案B。

 

 0  119989  119997  120003  120007  120013  120015  120019  120025  120027  120033  120039  120043  120045  120049  120055  120057  120063  120067  120069  120073  120075  120079  120081  120083  120084  120085  120087  120088  120089  120091  120093  120097  120099  120103  120105  120109  120115  120117  120123  120127  120129  120133  120139  120145  120147  120153  120157  120159  120165  120169  120175  120183  447090 

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