19．如圖所示，滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦不計(jì)，用力F開始提升原來靜止的質(zhì)量為m=10kg的物體，使物體以大小為a=2m/s2的加速度勻加速上升．（g取10m/s2）．求：
（1）拉力F的大小；
（2）前3s內(nèi)力F做的功；
（3）前3s內(nèi)物體重力勢能的變化量．

分析 （1）對物體，根據(jù)牛頓第二定律求出拉力F的大小．
（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解3s內(nèi)的位移，根據(jù)W=FS求F做的功．
（2）根據(jù)物體上升的高度，求解物體重力勢能的變化量．

解答 解：（1）滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦不計(jì)，對物體，根據(jù)牛頓第二定律得
   2F-mg=ma
得 F=$\frac{1}{2}$m（g+a）=$\frac{1}{2}$×10×（10+2）N=60N
（2）前3s內(nèi)物體上升的高度 $h=\frac{1}{2}a{t^2}=9m$
則F做的功為 W=F•2h=60×2×9J=1080J
（3）前3s內(nèi)物體重力勢能的變化量△E=mgh=10×10×9J=900J
答：
（1）拉力F的大小是60N；
（2）前3s內(nèi)力F做的功是1080J；
（3）前3s內(nèi)物體重力勢能的變化量是900J．

點(diǎn)評 本題要靈活應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，注意求F做功時(shí)F作用點(diǎn)的位移等于物體上升高度的2倍，要掌握動(dòng)滑輪的特性．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

9．閱讀下面的短文，回答問題：
空氣能熱水器       空氣能熱水器（如圈甲）是吸收空氣的熱能來制造熱水的裝里．其耗能約為電熱水器的四分之一．空氣能屬于可再生的新能源，擁有先天的節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢．圖乙是空氣能熱水器的工作原理示意圖，它主要由儲(chǔ)水箱、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、泠凝器等部件組成．制冷劑在毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、泠凝器之間循環(huán)過程與我們所熱悉的電冰箱的制冷循環(huán)過程相同，其工作過程如下：
A．液態(tài)制冷劑經(jīng)過一段很細(xì)的毛細(xì)管緩慢地進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器迅速汽化，并從空氣中吸收熱能．
B．制冷劑汽化生成的蒸氣被壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓的蒸氣進(jìn)入冷凝器．
C．在冷凝器中，高溫高壓的蒸氣將熱能傳遞給冷水并發(fā)生液化．
制冷劑依此不斷循環(huán)流動(dòng)，使水的溫度不斷上升．
空氣能熱水器有一個(gè)很重要的指標(biāo)是能效比，它是指水箱中的水吸收的熱能（Q）與壓縮機(jī)等電器消耗的電能（W）的比值．能效比越高，說明熱水器的制熱效果越好．
請回答下列問題：
（1）制冷劑在蒸發(fā)器中汽化，在冷凝器中液化．
（2）制冷劑在工作循環(huán)過程中，將空氣中的熱能不斷地“搬運(yùn)”至水中．
（3）某品牌空氣能熱水器正常工作時(shí)的參數(shù)如下：
電源電壓額定輸入功率/kw進(jìn)水溫度/出水溫度/效比
220V0.8420563.4
從表格中的數(shù)據(jù)可知，該空氣能熱水器正常工作1h可產(chǎn)生的熱水的體積為68L（水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃，水的密度為1.0×103kg/m3）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖所示，一質(zhì)量為M=3kg長木板放置在動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2水平地面上，勁度系數(shù)k=20N/m輕彈簧右端固定在長木板上，左端連接一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小物塊，小物塊可以在木板上無摩擦滑動(dòng)，現(xiàn)在用手固定長木板，把小物塊向左移動(dòng)，彈簧的形變量為x1=0.5m時(shí)，同時(shí)釋放小物塊和木板，經(jīng)過一段時(shí)間后，長木板達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊在長木板上繼續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，長木板靜止后，彈簧的最大形變量為x2=0.3m．（當(dāng)彈簧的形變量為x時(shí)，彈性勢能Ep=$\frac{1}{2}$kx2，k為彈簧的勁度系數(shù)，重力加速度g=10m/s2），由上述信息可以判斷（　�。�
A．整個(gè)過程中小物塊的速度可以達(dá)到$\sqrt{5}$m/s
B．整個(gè)過程中木板在地面上運(yùn)動(dòng)的路程為0.2m
C．長木板靜止后，木板所受的靜摩擦力的大小不變
D．若將長木板改放在光滑地面上，重復(fù)上述操作，則運(yùn)動(dòng)過程中物塊和木板的速度方向可能相同

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．關(guān)于彈性勢能，下列說法中正確的是（　�。�
A．任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能
B．物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢能
C．彈力做正功，彈性勢能增大
D．發(fā)生形變的物體，都具有對外做功的本領(lǐng)

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

14．如圖是“用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式”的實(shí)驗(yàn)裝置，細(xì)線下面懸掛一個(gè)小鋼球，細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上．將畫著幾個(gè)同心圓的白紙置于水平桌面上，使鋼球靜止時(shí)剛好位于圓心．用手帶動(dòng)鋼球，設(shè)法使它沿紙上半徑為r的圓做圓周運(yùn)動(dòng)．由天平測出鋼球的質(zhì)量為m，重力加速度為g．
（1）用秒表記錄鋼球運(yùn)動(dòng)n圈的總時(shí)間為t．那么鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的表達(dá)式為an=$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}r}{{t}^{2}}$；
（2）用刻度尺測得小球運(yùn)動(dòng)軌道平面距懸點(diǎn)的高度為h，那么鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)中所受合力的表達(dá)式為F=mg$\frac{r}{h}$；
（3）改變小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，多次實(shí)驗(yàn)，若能大致滿足$（\frac{n}{t}）^{2}$=$\frac{g}{4{π}^{2}h}$，就可達(dá)到粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式的目的．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．質(zhì)量為2kg的小物體從高為3m、長為6m的固定斜面頂端由靜止開始下滑，如圖所示，滑到底端時(shí)速度為6m/s，取g=10m/s2．則物體在斜面上下滑到底端的過程中（　�。�
A．重力對物體做功120JB．物體克服摩擦力做功24J
C．合力對物體做功36JD．物體的機(jī)械能減少24J

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．（1）為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選擇：
A、鐵架臺(tái)    B、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器    C、墨盤     D、紙帶    E、重錘       F、天平     G、秒表    H、220V交流電
上述器材不必要的是FG（只填字母代號(hào)），缺少的器材是毫米刻度尺．
（2）在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶如圖所示，其中A點(diǎn)為打下的第一個(gè)點(diǎn)．其中A點(diǎn)為打下的第一個(gè)點(diǎn)，0、1、2…為連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)．現(xiàn)測得兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為T．根據(jù)紙帶測量出的距離及打點(diǎn)的時(shí)間間隔，可以求出次實(shí)驗(yàn)過程中重錘下落運(yùn)動(dòng)的加速度大小表達(dá)式為$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$，在打下第5號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小的表達(dá)式為$\frac{{s}_{5}+{s}_{6}}{2T}$．要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇打下第1號(hào)和第5號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的過程為研究對象．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

8．在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．為了較準(zhǔn)確的描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的是ACE．
A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B．每次釋放小球的位置必須不同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．記錄小球位置用的木條和凹槽每次必須嚴(yán)格地等距離下降
E．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸
F．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)練成折線．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖所示，兩束單色光A、B自空氣射向玻璃，經(jīng)折射形成復(fù)合光束C，則下列說法中正確的是（　�。�
A．玻璃對單色光A的折射率比單色光B的大
B．在空氣中，A光的波長比B光的波長短
C．在玻璃中，A光的光速小于B光的光速
D．玻璃對A光的臨界角大于對B光的臨界角

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同步練習(xí)冊答案