【題目】1所示的蹦極運(yùn)動是一種非常刺激的娛樂項(xiàng)目。為了研究蹦極過程,做以下簡化:將游客視為質(zhì)點(diǎn),他的運(yùn)動沿豎直方向,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,能到達(dá)的最低位置為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F=k·Δx來計(jì)算,式中k為常量,Δx為彈性繩的伸長量。

1 2 3

1)彈性繩的原長為l0,彈性繩對游客的彈力為F,游客相對蹦極平臺的位移為x,取豎直向下為正方向,請?jiān)趫D3中畫出Fx變化的示意圖;

2)借助Fx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xx>l0)時(shí),彈性繩彈性勢能EP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Fm=4.3×103N,游客下落至最低點(diǎn)與地面的距離。已知l0=10mk=100N/m,蹦極平臺與地面間的距離D=55m。取重力加速度g=10m/s2。試通過計(jì)算說明:總質(zhì)量M=160kg的游客能否被允許使用該蹦極設(shè)施。

【答案】1 2 3游客可以使用該蹦極設(shè)施

【解析】1彈性繩對游客的彈力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l0變?yōu)?/span>x的過程中,彈力F做的功

所以彈性繩的彈性勢能

3)設(shè)游客從蹦極平臺第一次到達(dá)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 (舍)

(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

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖所示為傾斜放置的氣墊導(dǎo)軌,用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知滑塊的質(zhì)量為m,滑塊上遮光條的寬度為d,重力加速度為g,F(xiàn)將滑塊由靜止釋放,兩個(gè)光電門G1G2分別記錄了遮光條通過光電門的時(shí)間t1t2,則滑塊通過兩個(gè)光電門過程中的動能變化Ek=_________,通過兩個(gè)光電門過程中重力勢能的變化Ep=_____________(用圖中所標(biāo)符號表示)。若兩者在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等,則滑塊在下滑過程中機(jī)械能守恒。若實(shí)驗(yàn)中滑塊以初速度v0下滑,則上述方法___________(選填不能”)驗(yàn)證機(jī)械能守恒。

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【題目】某同學(xué)在做DIS測定電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)用如圖A.所示的電路,其中定值電阻阻值R1=0.5 Ω。

1)圖A.B____傳感器,滑動變阻器R在實(shí)驗(yàn)中起_____的作用;

2)實(shí)驗(yàn)測得的路端電壓U相應(yīng)電流I的擬合曲線如圖B.所示,由此得到電源電動勢E=_______V,內(nèi)阻r=______Ω;

3)該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用下例哪個(gè)規(guī)格的滑動變阻器______(下列是滑動變阻器銘牌上的規(guī)格參數(shù))

A.50Ω,2A B.20Ω,0.5A

C.20Ω,1A D.20Ω,2A

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【題目】節(jié)能的LED燈越來越普及,而驅(qū)動LED發(fā)光需要恒流源。如圖所示,電路中的電壓表、電流表都是理想電表,電源是一個(gè)恒流源(該恒流源輸出的電流大小方向都不變),在改變R2的過程中,電壓表的讀數(shù)為U,電流表A的讀數(shù)為I,電流表A1的讀數(shù)為I1,電流表A2的讀數(shù)為I2,它們的變化量的絕對值分別為ΔU、ΔI、ΔI1、ΔI2,以下說法正確的是(

A. ,

B.

C.

D. 當(dāng)R2= R1時(shí),滑動變阻器R2消耗的電功率最大

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【題目】一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,圖1是該橫波t=0時(shí)的波形圖,圖2是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動圖像,則圖2描述的可能是

1 2

A. x=3m處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像 B. x=2m處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像

C. x=1m處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像 D. x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像

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【題目】如圖甲所示,相距為L的金屬導(dǎo)軌MNPQ傾斜放置,與水平方向夾角為α,在NQ上接一阻值為R的電阻,裝置處于與MN、PQ所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場中,F(xiàn)有一根長度為L、質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab放置在導(dǎo)軌上,接觸良好。用與桿垂直的外力F使ab桿沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動時(shí),電阻R產(chǎn)生的電功率隨時(shí)間的變化規(guī)律Pt圖象如圖乙所示,為一條拋物線。則外力F、桿的運(yùn)動速度v、桿的加速度a隨時(shí)間t,克服重力做功的功率隨位移x的變化規(guī)律可能正確的是

A. B. C. D.

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【題目】如圖所示,一粒子源S可向外發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為q帶正電的粒子,不計(jì)粒子重力,空間充滿一水平方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖所示,SM在同一水平線上,某時(shí)刻,從粒子源發(fā)射一束粒子,速度大小為v,方向與水平方向夾角為θ,SMv方向在同一豎直平面內(nèi),經(jīng)時(shí)間t,粒子達(dá)到N處,已知NS、M在同一水平面上,且SM長度為L,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能是

A. B. C. D.

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【題目】某實(shí)驗(yàn)小組要描繪小燈泡2.5V 0.5W的伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)室提供以下器材可供選擇:

A直流電源3V內(nèi)阻不計(jì))

B直流電流表0300mA內(nèi)阻約為))

C直流電流表0600mA內(nèi)阻約為

D直流電流表03V內(nèi)阻約為3kΩ

E滑動變阻器0100Ω允許通過的最大電流為0.5A

F滑動變阻器010Ω允許通過的最大電流為2A

G.導(dǎo)線和開關(guān)

實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測量。

1實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用______,滑動變阻器應(yīng)選用_____。(填器材前的字母標(biāo)號

2圖中已將可能用到的儀器畫出,請根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,將圖中各器材連接成完整的電路________。

3根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的小燈泡IU圖線如圖所示由此可知,當(dāng)電壓為1.5V時(shí),小燈泡的燈絲電阻為_____Ω結(jié)果保留兩位有效數(shù)字〉。

4如果將該小燈泡直接與電動勢為2V、內(nèi)阻為10Ω的電池連接,此時(shí)小燈泡的功率為_____W結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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【題目】如圖所示,以減速滲透薄膜為界的區(qū)域III有大小相等方向相反的勻強(qiáng)磁場。一帶電粒子垂直磁場方向進(jìn)入磁場,穿過薄膜,在兩磁場區(qū)域做圓周運(yùn)動,圖中虛線是部分軌跡,在II中運(yùn)動軌道半徑是I中運(yùn)動軌道半徑的2倍。粒子運(yùn)動過程中,電性及電荷量均不變,不計(jì)重力與空氣阻力。則粒子

A. 帶負(fù)電

B. II中做圓周運(yùn)動速率是在I中的2

C. II中做圓周運(yùn)動周期是在I中的2

D. II中向心加速度大小是在I中的2

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