26. 湖南省长沙市一中·雅礼中学2010届高三三月联考如图甲所示,某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物,运用传感器(未在图中画出)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

题组二

25.山东省实验中学2010届第一次诊断性测试如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块从距离弹簧上端为s0由处静止释放,设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。

(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1

(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W

(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)

     

解:(1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,则有

 mgsin=ma  -----------2分

   -----------2分

   -----------2分

(2)滑块速度最大时受力平衡,设此时弹簧压缩量为,则有

-----------2分

   从静止释放到速度达到最大的过程中,由动能定理得

   -----------2分

-----------2分

(3)-----------2分

 0  254704  254712  254718  254722  254728  254730  254734  254740  254742  254748  254754  254758  254760  254764  254770  254772  254778  254782  254784  254788  254790  254794  254796  254798  254799  254800  254802  254803  254804  254806  254808  254812  254814  254818  254820  254824  254830  254832  254838  254842  254844  254848  254854  254860  254862  254868  254872  254874  254880  254884  254890  254898  447090 

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