15.如圖甲所示是一臺打樁機(jī)的簡易模型,重錘A在繩拉力F作用下從樁B處由靜止開始運(yùn)動,上升一段高度后撤去F,重錘繼續(xù)運(yùn)動到最高點(diǎn)后自由下落,落回樁處,將樁打入一定深度.已知重錘的質(zhì)量m=42kg,重錘上升過程中,動能EK與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示.不計(jì)一切摩擦,g取10m/s2.求:
(1)重錘從最高點(diǎn)經(jīng)多長時間才撞擊到樁;
(2)繩子有拉力作用時間內(nèi),拉力F的平均功率.

分析 (1)重錘從最高點(diǎn)開始自由下落,根據(jù)高度求下落的時間.
(2)重錘從開始運(yùn)動到剛撤去F過程,對重錘研究,由動能定理求出拉力.根據(jù)勻加速直線運(yùn)動的規(guī)律求出平均速度,從而求得拉力F的平均功率.也可以求出拉力做功和運(yùn)動時間,再求平均功率.

解答 解:(1)重錘自由落體時間t,則有:
H=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
得:t=$\sqrt{\frac{2H}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×5}{10}}$s=1s
(2)解法一:
重錘從開始運(yùn)動到剛撤去F過程,對重錘研究,根據(jù)動能定理有:
Fh1-mgh1=Ek-0
代入數(shù)據(jù)得:F=500N
根據(jù)動能定義式有:Ek1=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
代入數(shù)據(jù)得:v1=4m/s
重錘做勻加速直線運(yùn)動,平均速度為:$\overline{v}$=$\frac{{v}_{1}}{2}$=2m/s
平均功率為:$\overline{P}$=F$\overline{v}$=1000W
解法二:
重錘從開始運(yùn)動到剛撤去F過程,對重錘研究,根據(jù)動能定理有:Fh1-mgh1=Ek-0
得:F=500N
根據(jù)動能定義式:Ek1=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
得:v1=4m/s
根據(jù)牛頓第二定律:F-mg=ma
勻變速速度公式:v1=at
拉力做的功:W=Fh1;
平均功率定義式:$\overline{P}$=$\frac{W}{t}$
由式聯(lián)立得:$\overline{P}$=$\frac{W}{t}$=1000W
答:(1)重錘從最高點(diǎn)經(jīng)1s時間才撞擊到樁;
(2)繩子有拉力作用時間內(nèi),拉力F的平均功率是1000W.

點(diǎn)評 本題要分析清楚重錘的運(yùn)動情況,應(yīng)用牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式、功率公式等知識即可正確解題.要知道求平均速度有兩種方法:$\overline{P}$=$\frac{W}{t}$和$\overline{P}$=F$\overline{v}$.

練習(xí)冊系列答案
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5.如圖所示,用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)管彎成“S”形軌道固定于豎直平面內(nèi),其彎曲部分是由兩個半徑均為R=0.2m的半圓平滑對接而成(圓的半徑遠(yuǎn)大于細(xì)管內(nèi)徑).軌道底端D點(diǎn)與粗糙的水平地面相切.現(xiàn)有一質(zhì)量為1kg的玩具小車從E點(diǎn)開始加速行駛,經(jīng)過一段時間之后,出現(xiàn)了故障,發(fā)動機(jī)自動關(guān)閉,小車在水平地面繼續(xù)運(yùn)動并進(jìn)入“S”形軌道,從軌道的最高點(diǎn)A飛出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C點(diǎn),C點(diǎn)與下半圓的圓心等高.已知斜面的傾角為30°,g=10m/s2,求:
(1)小車到達(dá)C點(diǎn)時的速度大小為多少?
(2)在A點(diǎn)小車對軌道的壓力是多少,方向如何?

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6.如圖所示,質(zhì)量M=3kg的長木板B 靜止于光滑水平面上,B的右邊放有豎直固定擋板,B的右端距離擋板S.現(xiàn)有一小物體A(可視為質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量為m=1kg,以初速度v0=6m/s從B的左端水平滑上B.已知A與B間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,A始終未滑離B,B與豎直擋板碰前A和B已相對靜止,B與擋板的碰撞時間極短,碰后以原速率彈回.求:
(1)S的最短距離;
(2)A、B最終速度的大小和方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.用某一頻率的單色光照射到一塊金屬板表面時,能發(fā)生光電效應(yīng),且測得光電子的最大初動能為2eV.若換用頻率是原來的1.8倍的單色光照射該金屬,光電子的最大初動能為6eV.則該金屬的逸出功為3eV.

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10.如圖所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T,R=100Ω,C=100μF,ab長20cm,當(dāng)ab以v=10m/s的速度向右勻速運(yùn)動時,電容器上極板帶正電(填“上”或“下”),電荷量為8×10-5C.

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20.如圖所示,傾角θ=37°的斜面AB與水平面平滑連接于B點(diǎn),A、B兩點(diǎn)之間的距離s0=3m,質(zhì)量m=3kg的小物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.4.當(dāng)小物塊從A點(diǎn)由靜止開始沿斜面下滑的同時,對小物塊施加一個水平向左的恒力F.取g=10m/s2
(1)若F=10N,小物塊從A點(diǎn)由靜止開始沿斜面運(yùn)動到B點(diǎn)時撤去恒力F,求小物塊在水平面上滑行的距離s.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(2)為確保小物塊不離開斜面,該恒力的最大值為多大?

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7.做平拋運(yùn)動的物體,經(jīng)過t秒到達(dá)A點(diǎn),其速度方向與水平方向成30°角,再經(jīng)過3秒到達(dá)B點(diǎn),其速度方向與水平方向成45°角,求物體拋出時的速度.(g取10m/s2最終結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后面兩位有效數(shù)字)

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4.2016年1月5日上午,國防科工局正式發(fā)布國際天文學(xué)聯(lián)合會批準(zhǔn)的嫦娥三號探測器著陸點(diǎn)周邊區(qū)域命名為“廣寒宮”,附近三個撞擊坑分別命名為“紫微”、“天市”、“太微”.此次成功命名,是以中國元素命名的月球地理實(shí)體達(dá)到22個.已知“嫦娥三號”曾經(jīng)在距離月球表面高度為h處繞月球做勻速圓周運(yùn)動.月球半徑為R,月球表面的重力加速度為g0,則“嫦娥三號”在距離月球表面h高處環(huán)繞月球運(yùn)行的周期為( 。
A.$2π\(zhòng)sqrt{\frac{h}{g_0}}$B.$2π\(zhòng)sqrt{\frac{R+h}{g_0}}$C.$\frac{2π(R+h)}{R}\sqrt{\frac{R+h}{g_0}}$D.$\frac{2πh}{R}\sqrt{\frac{h}{g_0}}$

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7.A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動,在相同的時間內(nèi),它們通過的路程之比是4:3,運(yùn)動方向改變的角度之比為3:2,它們的向心加速度之比為(  )
A.2:1B.3:2C.4:3D.8:9

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