【題目】圖1所示的蹦極運(yùn)動(dòng)是一種非常刺激的娛樂項(xiàng)目。為了研究蹦極過程,做以下簡(jiǎn)化:將游客視為質(zhì)點(diǎn),他的運(yùn)動(dòng)沿豎直方向,忽略彈性繩的質(zhì)量和空氣阻力。如圖2所示,某次蹦極時(shí),游客從蹦極平臺(tái)由靜止開始下落,到P點(diǎn)時(shí)彈性繩恰好伸直,游客繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),能到達(dá)的最低位量為Q點(diǎn),整個(gè)過程中彈性繩始終在彈性限度內(nèi),且游客從蹦極平臺(tái)第一次下落到Q點(diǎn)的過程中,機(jī)械能損失可忽略。彈性繩的彈力大小可以用來計(jì)算,其中k為常量, 為彈性繩的伸長(zhǎng)量。
(1)彈性繩的原長(zhǎng)為,彈性繩對(duì)游客的彈力為F,游客相對(duì)蹦極平臺(tái)的位移為x,取豎直向下為正方向,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出F隨x變化的示意圖;
(2)借助F-x圖像可以確定彈力做功的規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)當(dāng)游客位移為時(shí),彈性繩彈性勢(shì)能的表達(dá)式;
(3)按照安全標(biāo)準(zhǔn),該彈性繩允許的最大拉力,游客下落至最低點(diǎn)與地面的距離。已知, ,蹦極平臺(tái)與地面間的距離。取重力加速度,試通過計(jì)算說明:總質(zhì)量的游客能否被允許使用該蹦極設(shè)施。
【答案】(1)
(2)
(3)可以使用
【解析】(1) 彈性繩對(duì)游客的彈力F隨游客位移x變化關(guān)系的圖線如圖所示。
(2) 在上圖中,圖線與x軸所圍面積表示彈力F做的功,則在游客位移從變?yōu)?/span>x的過程中,彈力F做的功為:
所以彈性繩的彈性勢(shì)能為: ;
(3) 設(shè)游客從繃緊平臺(tái)第一次達(dá)到最低點(diǎn)的距離為l,在此過程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律:
解得:
則:d=D-l=5m>3m(符合要求)
當(dāng)游客第一次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),彈性繩的彈力最大,此時(shí)彈性繩的彈力:
(符合要求)
所以該游客可以使用該蹦極設(shè)施。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,土星和火星都在圍繞太陽公轉(zhuǎn),根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知( 。
A. 土星遠(yuǎn)離太陽的過程中,它的速度將減小
B. 土星和火星繞太陽的運(yùn)動(dòng)是完美的勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C. 土星比火星的公轉(zhuǎn)周期大
D. 土星遠(yuǎn)離太陽的過程中,它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積逐漸增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】2018年12月27日,北斗三號(hào)基本系統(tǒng)已完成建設(shè),開始提供全球服務(wù)其導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道如圖所示:a為低軌道極地衛(wèi)星;b為地球同步衛(wèi)星;c為傾斜軌道衛(wèi)星,其軌道平面與赤道平面有一定的夾角,周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。下列說法正確的是( 。
A. 衛(wèi)星a的機(jī)械能一定比衛(wèi)星b的機(jī)械能大
B. 衛(wèi)星a的機(jī)械能一定比衛(wèi)星b的機(jī)械能小
C. 衛(wèi)星b的向心加速度與衛(wèi)星c的向心加速度大小相等
D. 衛(wèi)星b的向心加速度與衛(wèi)星c的向心加速度大小不相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一質(zhì)點(diǎn)位于x= -1m處,t=0時(shí)刻沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。下列說法正確的是( )
A.0~2s內(nèi)和0~4s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的平均速度相同
B.第3s內(nèi)和第4s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)加速度的方向相反
C.第3s內(nèi)和第4s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)位移相同
D.t=4s時(shí),質(zhì)點(diǎn)在x=2m處
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為變壓器工作電路示意圖,其中T為理想變壓器,輸電線電阻可等效為電阻r,燈L1、L2相同且阻值不變,F(xiàn)保持變壓器T的輸入電壓不變,滑片P處于圖中位 置,開關(guān)S斷開,該狀態(tài)下燈L1正常發(fā)光,則下列說法正確的是
A. 僅閉合開關(guān)S,燈L1會(huì)變亮
B. 僅閉合開關(guān)S,r消耗的功率會(huì)變大
C. 僅將滑片P下移,r消耗的功率會(huì)變小
D. 僅將滑片P上移,電流表示數(shù)會(huì)變小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某老師從“浙江省甌海中學(xué)”駕車到“浙江省平陽中學(xué)”參加會(huì)議,百度地圖app的導(dǎo)航地圖截圖如圖所示,則以下說法正確的的是( )
A. 三種方案的位移都是不相同的
B. 研究三種方案的平均速度大小,汽車可以看做質(zhì)點(diǎn)
C. 圖中顯示的“1小時(shí)32分”是指時(shí)間
D. 根據(jù)導(dǎo)航的數(shù)據(jù)可以預(yù)估按“時(shí)間少”方案行車的平均速度約為45.8km/h
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】真空中某豎直平面內(nèi)存在一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為m的帶電微粒恰好能沿圖示虛線(與水平方向成θ角)由A向B做直線運(yùn)動(dòng),已知重力加速度為g,微粒的初速度為v0,則( )
A. 微粒一定帶正電
B. 微粒一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C. 可求出勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度
D. 可求出微粒運(yùn)動(dòng)的加速度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為10︰1,原線圈兩端連接正弦交流電源u=311sin314t(V),副線圈接電阻R,同時(shí)接有理想電壓表和理想電流表。下列判斷正確的是( )
A. 電壓表讀數(shù)約為31.1V
B. 若僅將副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍,則電流表的讀數(shù)增大到原來的2倍
C. 若僅將R的阻值增加到原來的2倍,則輸入功率也增加到原來的2倍
D. 若R的阻值和副線圈匝數(shù)同時(shí)增加到原來的2倍,則輸出功率增加到原來的4倍
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),F(xiàn)使小車從靜止開始向左加速,加速度從零開始逐漸增大到某一值,然后保持此值,小球穩(wěn)定的偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi) )。與穩(wěn)定在豎直位置時(shí)相比,小球高度
A一定升高 B一定降低
C保持不變 D升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定
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