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18.如圖甲所示,某人站在力傳感器上,從直立靜止起,做“下蹲-起跳”動作,圖中的“●”表示人的重心.圖乙是由力傳感器畫出的F-t圖線.圖乙中1~4各點對應著圖甲中1~4四個狀態(tài)和時刻.取重力加速度g=10m/s2.請根據這兩個圖所給出的信息,求:
(1)此人的質量.
(2)此人1s內的最大加速度,并以向上為正,畫出此人在1s內的大致a-t圖象.
(3)在F-t圖象上找出此人在下蹲階段什么時刻達到最大速度?簡單說明必要理由.

分析 (1)開始時的人對傳感器的壓力等于其重力,由G=mg即可求出質量;
(2)失重狀態(tài):當物體對接觸面的壓力小于物體的真實重力時,就說物體處于失重狀態(tài),此時有向下的加速度;超重狀態(tài):當物體對接觸面的壓力大于物體的真實重力時,就說物體處于超重狀態(tài),此時有向上的加速度.由此結合牛頓第二定律即可求出;
(3)結合受力的曲線判斷出人的加速度隨時間變化的情況,然后結合運動學的特點分析即可.

解答 解:(1)此人狀態(tài)1處于靜止狀態(tài),對應圖乙中1點F1=600N
可知此人m=60kg
(2)由圖可知:圖乙中2點F2=1800N最大,
由:F-mg=ma,
有:${a}_{max}=\frac{{F}_{2}-mg}{m}=\frac{1800-600}{60}=20m/{s}^{2}$
1s內的a-t圖象如右圖(學生也可能等比例壓縮,只要最大加速度是重力加速度兩倍就可)
(3)下蹲階段先加速后減速,支持力與重力平衡時速度最大,由a-t圖象可讀出速度最大時刻約為0.45(0.43-0.47之間都算對)
答:(1)此人的質量是60kg.
(2)此人1s內的最大加速度,并以向上為正,畫出此人在1s內的大致a-t圖象如圖.
(3)人在下蹲階段約4.5s時刻達到最大速度,由于下蹲階段先加速后減速,支持力與重力平衡時速度最大.

點評 本題考察物理知識與生活的聯(lián)系,注意細致分析物理過程,仔細觀察速度的變化情況,與超失重的概念聯(lián)系起來加以識別.

練習冊系列答案
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8.空間有E=100V/m豎直向下的勻強電場,長L=0.8m不可伸長的輕繩固定于O點.另一端系一質量m=0.5kg,電量q=0.05C的帶正電小球.拉起小球至繩水平后在A點無初速度釋放,當小球運動至O點的正下方B點時繩恰好斷裂,小球繼續(xù)運動,最后落至地面上C點,B點離地的高度hB=0.2m.(g=10m/s2) 試求:
(1)繩子的最大張力為多大?
(2)落地點C到B點的水平距離為多大?
(3)A、C兩點的電勢差為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.如圖(1)示.質量為m=1kg的物體靜止在粗糙的水平面上,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,物體運動過程中空氣阻力不能忽略,其大小與物體運動的速度成正比,比例系數(shù)用k表示,在水平恒定拉力F作用下物體開始運動,最終將做勻速運動,當改變拉力F的大小時,相對應的勻速的運動速度v也會變化,v與F的關系如圖(2)(g=10m/s2
(1)如果F為恒力,則物體在勻速運動之前做什么運動?
(2)求物體與平面間的動摩擦因數(shù)μ和比例系數(shù)k的值.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.神十航天員北京時間2013年6月20日上午10點在太空給地面的學生講課.此次太空授課主要面向中小學生,其中有失重條件下物體運動的特點,及在失重的情況下如何測量物體的質量.第一次在太空中展示如何用牛頓定律測質量;測量的示意圖如圖所示,測量的方法為:先把航天員固定在人體支架上,然后另一航天員將其向外拉到一定位置松手(圖甲所示),最后支架會在彈簧恒定彈力的作用下拉回到初始位置(圖乙所示).

假設支架向外伸長的位移為S,彈簧對支架的作用力為恒力,大小為F,支架回到初始位置所用時間為t,我們可以利用慣性質量與引力質量相等原理,則測量者的質量為( 。
A.$m=\frac{{F{t^2}}}{S}$B.$m=\frac{{F{t^2}}}{2S}$C.$m=\frac{{F{t^2}}}{4S}$D.$m=\frac{Ft}{2S}$

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.如圖所示,在光滑水平面上有一長為L=0.5m的單匝正方形閉合導體線框abcd,處于磁感應強度為B=0.4T的有界勻強磁場中,其ab邊與磁場的邊界重合.線框由同種粗細均勻、電阻為R=2Ω的導線制成.現(xiàn)用垂直于線框ab邊的水平拉力,將線框以速度v=5m/s向右沿水平方向勻速拉出磁場,此過程中保持線框平面與磁感線垂直,且ab邊與磁場邊界平行.求線框被拉出磁場的過程中:
(1)通過線框的電流大小及方向;
(2)線框中a、b兩點間的電壓大小;
(3)水平拉力的功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.在臺秤上,框架內有一輕彈簧,其上端固定在框架頂部,下端系一質量為m的物體,物體下方用豎直細線與框架下部固定,各物體都處于靜止狀態(tài).今剪斷細線,物體開始振動,且框架始終沒有離開臺秤,彈簧不超出彈性限度,空氣阻力忽略不計,重力加速度為g.則下列說法正確的是( 。
A.當臺秤示數(shù)最小時彈簧的長度一定最短
B.當臺秤示數(shù)最小時物體一定處在平衡位置
C.振動過程中臺秤的最大示數(shù)一定大于(M+m)g
D.振動過程中臺秤的最大示數(shù)一定等于(M+m)g

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.如圖甲所示,A、C兩平行金屬板長度和間距相等,兩板間所加電壓隨時間變化圖線如圖乙所示,圖中的U0、T均已知.磁感應強度為B的勻強磁場,方向垂直紙面向里,其左右邊界與電場中線OO、垂直.質量為m、電量為q帶正電的粒子連續(xù)不斷地以相同的初速度沿兩板間的中線OO、射入電場,并從磁場左邊界MN射出.已知t=0時刻進入板間的粒子經$\frac{T}{2}$恰好從極板邊緣進入磁場.不考慮粒子的重力和粒子間相互作用力.求:

(1)粒子在磁場中運動的最短時間;
(2)磁場區(qū)域左右邊界間的最小距離;
(3)從O、點進入磁場的粒子速度大。

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7.在X軸上電場方向是水平的,電勢隨X坐標變化的圖象如圖2,一個正粒子(不計重力)只受電場力沿X軸從A運動到B的過程.下列說法正確的是( 。
A.加速度減小,動能增加B.加速度減小,動能減小
C.加速度增加,動能增加D.加速度增加,動能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.戰(zhàn)斗機水平飛行時,飛行員從左側舷窗看到如圖甲所示的“天地分界線”.當飛行員從左側舷窗看到的“天地分界線”如圖乙所示時,飛機可能正在( 。
A.斜向上爬升B.斜向下俯沖C.豎直向上爬升D.豎直向下俯沖

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