12.學校每周一都會舉行升旗儀式,小明是學校的升旗手,已知國歌從響起到結(jié)束的時間是48s,旗桿高度是19m,紅旗從離地面1.4m處開始升起.小明從國歌響起時開始升旗,若設(shè)小明升旗時先拉動繩子使紅旗向上勻加速運動,時間持續(xù)4s,然后使紅旗做勻速運動,最后使紅旗做勻減速運動,加速度大小與開始升起時的加速度大小相同,國歌結(jié)束時紅旗剛好到達旗桿的頂端且速度為零.試求:
(1)計算小明升旗時紅旗的位移s和勻速運動的位移時間t2
(2)紅旗勻速運動的速度大小v.
(3)使紅旗向上做勻加速運動時加速度的大小a.

分析 (1)根據(jù)首末位置的距離求出紅旗的位移,勻加速和勻減速運動的時間相等,結(jié)合總時間求出勻速運動的時間.
(2)根據(jù)平均速度推論,結(jié)合總位移和總時間求出勻速直線運動的速度.
(3)根據(jù)速度時間公式求出勻加速運動的加速度大。

解答 解:(1)設(shè)紅旗勻速運動的速度大小為v.
由題得到紅旗上升的位移大小S=19m-1.4m=17.6m.
由題紅旗勻加速運動和勻減速運動的加速度大小相等,a1=a3,
根據(jù)v=a1t1=a3t3
即對稱性得知這兩個過程的時間相等t1=t3=4s,
紅旗勻速運動的時間為:t2=(48-2×4)s=40s
(2)根據(jù)${s}_{1}^{\;}=\frac{v}{2}{t}_{1}^{\;}+v{t}_{2}^{\;}+\frac{v}{2}{t}_{3}^{\;}=s$得,代入數(shù)據(jù)解得v=0.4m/s.
(3)勻加速運動的加速度大小為:$a=\frac{v}{{t}_{1}^{\;}}=\frac{0.4}{4}m/{s}_{\;}^{2}$=0.1m/s2
答:(1)計算小明升旗時紅旗的位移S為17.6m,勻速運動的位移時間為40s.
(2)紅旗勻速運動的速度大小v為0.4m/s.
(3)使紅旗向上做勻加速運動時加速度的大小為0.1m/s2

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運動的運動學公式和推論,并能靈活運用,有時運用推論求解會使問題更加簡捷.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

2.某同學利用打點計時器測量一個作勻變速直線運動物體的加速度,得到如圖所示的一條紙帶,測得相鄰計數(shù)點間的距離在紙帶上已標出,已知打點計時器的周期為0.02s;請根據(jù)紙帶記錄的數(shù)據(jù),計算
①打計數(shù)點5時的瞬時速度v5=2.115m/s;
②該物體運動的加速度為9.72m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.如圖甲所示是遠距離輸電的示意圖,升壓變壓器和降壓變壓器都是理想變壓器,升壓變壓器輸入正弦交流電壓如圖乙所示,以下說法正確的是( 。
A.升壓變壓器輸入電壓的表達式是μ1=500sin100πtV
B.降壓變壓器輸入回路的電流大于輸出回路的電流
C.用戶越多,電路輸送的電功率也越大,輸電線路的電阻r產(chǎn)生熱量越多
D.若將圖乙的正弦交流電直接接在100Ω的電阻上,熱功率為25W

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

20.人造地球衛(wèi)星做半徑為r,線速度大小為v的勻速圓周運動.當其角速度變?yōu)樵瓉淼囊话牒螅\動半徑為$\root{3}{4}r$,線速度大小為$\frac{\root{3}{4}}{2}v$.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示,曲線C1、C2分別是純直流電路中,內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線,由該圖可知下列說法正確的是( 。
A.電源的電動勢為4V
B.電源的內(nèi)阻為1Ω
C.電源被短路時,電源消耗的功率為16W
D.電源輸出功率最大值為8W

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

17.藍蘭同學用下面方法粗略驗證向心力的表達式.

(1)細線下端懸掛一個鋼球,細線上端固定在鐵架臺上,將畫著幾個同心圓的白紙置于水平桌面上,使鋼球靜止時正好位于圓心.
(2)用手帶動鋼球,設(shè)法使它沿紙上的某個圓做圓周運動,如圖甲所示.用秒表記錄鋼球運動N圈的時間t,再用直尺測出鋼球做圓周運動的半徑R.
(3)若鋼球的質(zhì)量用m表示,由向心力公式可得,鋼球做圓周運動的向心力F=$\frac{4m{π}^{2}{N}^{2}R}{{t}^{2}}$(用題中所給字母表示).
(4)估測出懸點O到鋼球做圓周運動所在平面的豎直高度h,可得tanθ=$\frac{R}{h}$,鋼球的受力如圖乙所示,向心力FT與mg的合力提供,有F=$\frac{mgr}{\sqrt{{L}^{2}-{R}^{2}}}$.
(5)只需滿足F=F,向心力的表達式就得到驗證,請思考本實驗中不需要(填“需要”或“不需要”)用天平測鋼球的質(zhì)量m.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

4.木星的衛(wèi)星之一叫艾奧,它上面的珞珈火山噴出的巖塊初速度為v0時,上升的最大高度可達h.已知艾奧的半徑為R,引力常量為G,忽略艾奧的自轉(zhuǎn)及巖塊運動過程中受到稀薄氣體的阻力,求:
(1)艾奧表面的重力加速度大小g和艾奧的質(zhì)量M;
(2)距艾奧表面高度為2R處的重力加速度大小g';
(3)艾奧的第一宇宙速度v.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.如圖所示,一大小始終不變的外力F將物體壓在粗糙豎直面上,當F從實線位置繞O點順時針轉(zhuǎn)至虛線位置,物體始終靜止,則在這個過程中,摩擦力f與墻壁對物體彈力FN的變化情況是( 。
A.f方向可能一直豎直向上B.f先變小后變大
C.FN先變大后變小D.FN先變小后變大

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

8.某同學驗證動能定理的實驗裝置如圖甲所示,其實驗步驟如下:
A.易拉罐內(nèi)盛上適量細沙,用輕繩通過滑輪連接在小車上,小車連接紙帶,合理調(diào)整木板傾角,讓小車沿木板勻速下滑.
B.取下輕繩和易拉罐,分別測出易拉罐和細沙的質(zhì)量m及小車的質(zhì)量M.
C.取下輕繩和易拉罐,讓小車由靜止釋放,打出的紙帶如圖乙所示(中間部分未畫出),O為打下的第一點.
已知打點計時器的打點頻率為f,重力加速度為g.
(1)步驟C中小車所受的合外力大小為mg.
(2)為驗證從O→C的過程中小車所受的合外力做功與小車動能變化的關(guān)系,測出B、D間的距離為s,O、C間的距離為x,則C點的速度為$\frac{s}{2}$f,需要驗證的關(guān)系式為mgx=$\frac{M{s}^{2}f{\;}^{2}}{8}$.(用所測物理量的符號表示)
(3)如果實驗中發(fā)現(xiàn)小車動能的變化量大于小車所受合外力所做的功,可能的原因是③.
①實驗中沒有滿足M遠大于m的條件
②實驗步驟A中調(diào)整木板傾角過大
③紙帶中的O點不是打點計時器打下的第一個點.

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