14.如圖所示的裝置叫做阿特伍德機(jī),是阿特伍德(GAtwood1746-1807)創(chuàng)造的一種著名力學(xué)實驗裝置,用來研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律.繩子兩端的物體下落(上升)的加速度總是小于自由落體的加速度g,同自由落體相比,下落相同的高度,所花費(fèi)的時間要長,這使得實驗者有足夠的時間從容的觀測、研究.物體A、B的質(zhì)量相等均為M,物體C的質(zhì)量為m,輕繩與輕滑輪間的摩擦不計,繩子不可伸長,如果m=$\frac{2}{3}$M,求:
(1)物體B從靜止開始下落一段距離的時間是自由落體下落同樣的距離所用時間的幾倍?
(2)物體C對B的拉力等于多少?(用M表示)

分析 (1)要求物體B從靜止開始下落一段距離的時間是其自由落體相同距離的時間的幾倍,需要分別求出在該實驗中B下落某一段高度所需要的時間和自由下落同樣的高度所需要的時間,而要求運(yùn)動的時間就要首先求出在該實驗中物體B的加速度.要求物體B的加速度需要用隔離法分別以A和BC整體作為研究對象根據(jù)牛頓第二定律列方程.
(2)要求物體C對物體B的拉力可以以物體C為研究對象求出物體C所受的拉力.根據(jù)牛頓第二定律對C列方程即可求出物體C所受的力,最后根據(jù)牛頓第三定律求出物體C對物體B的拉力.

解答 解:(1)物體的加速度為a,繩子的張力為T,
對物體A,T-Mg=Ma
對BC整體,(M+m)g-T=(M+m)a            
解得a=$\frac{mg}{2M+m}$                         
因為,所以a=$\frac{g}{4}$
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式,h=$\frac{1}{2}$at2;
h=$\frac{1}{2}$gt${\;}_{0}^{2}$                            
得$\frac{t}{{t}_{0}}$=2                                   
所以物體B從靜止開始下落一段距離的時間是自由落體下落同樣的距離所用時間的2倍.
(2)對物體C  mg-F=ma  
F=mg-ma=$\frac{3}{4}mg$=$\frac{Mg}{2}$
答:(1)物體B從靜止開始下落一段距離的時間是自由落體下落同樣的距離所用時間的2倍;
(2)物體C對B的拉力等于$\frac{Mg}{2}$.

點(diǎn)評 (1)中運(yùn)用隔離法求解物體運(yùn)動的加速度是我們必須要掌握的重點(diǎn)內(nèi)容.
(2)根據(jù)C的運(yùn)動情況求出物體B對物體C的拉力,但本題是讓我們求解物體C對物體B的拉力,最后一定不要忘記用牛頓第三定律加以說明.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

4.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動,從中性面開始轉(zhuǎn)動180°角的過程中,平均感應(yīng)電動勢和最大感應(yīng)電動勢之比為2:π.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示,虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面,相鄰等勢面之間的電勢差相等,即Uab=Ubc,實線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡,P、Q 是這條軌跡上的兩點(diǎn),據(jù)此可知(  )
A.三個等勢面中,a的電勢最高
B.帶電質(zhì)點(diǎn)通過 P 點(diǎn)時電勢能較小
C.帶電質(zhì)點(diǎn)通過 P 點(diǎn)時的動能較大
D.帶電質(zhì)點(diǎn)通過 P 點(diǎn)時的加速度較大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

2.在“測定金屬的電阻率”實驗中,所用測量儀器均已校準(zhǔn),待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm.
(1)用螺旋測微器測量金屬絲直徑,其中某次測量結(jié)果如圖1所示,其讀數(shù)應(yīng)為0.399mm(該值接近多次測量的平均值)
(2)用伏安法測金屬絲的電阻RX,實驗所用器材為:
電池組(電動勢為3V,內(nèi)阻約為1Ω),
電流表(內(nèi)阻約為0.1Ω),
電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ),
滑動變阻器R(0~20Ω,額定電流為2A)
開關(guān),導(dǎo)線若干.
某同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行實驗測量,記錄數(shù)據(jù)如下:
次數(shù)1234567
U/V0.100.300.701.001.501.702.30
I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520
由以上實驗數(shù)據(jù)可知,他們測量RX是采用圖2中甲和乙中的圖甲(選填“甲”或“乙”)

(3)如圖3是測量RX的實驗器材實物圖,圖中已經(jīng)連接了部分導(dǎo)線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端,請根據(jù)圖所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖3中實物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.

(4)這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系,如圖4所示,圖中已經(jīng)標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)相對應(yīng)的四個點(diǎn),請在圖4中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn),并描繪出U-I圖線,由圖線得到金屬絲的阻值RX=4.5Ω(保留兩位有效數(shù)字).
(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出金屬絲的電阻率約為C(填選項前的序號)
A、1×10-2Ω•m    B、1×10-3Ω•m     C、1×10-6Ω•m    D、1×10-8Ω•m.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,如圖所示,已知一離子在電場力和洛侖茲力的作用下,從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動,到達(dá)B點(diǎn)時速度為零,C點(diǎn)是運(yùn)動的最低點(diǎn),忽略重力,以下說法中正確的是(  )
A.這離子可能帶負(fù)電荷
B.A點(diǎn)和B點(diǎn)位于同一高度
C.離子在C點(diǎn)時速度最大
D.離子到達(dá)B點(diǎn)后,將沿原曲線返回A點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.如圖所示,電路中電阻的阻值R=100Ω,電流表為理想電流表,在a、b之間接入電壓U=220$\sqrt{2}$sin100πt(V)的交流電源,則( 。
A.電流表的示數(shù)為2.2 A
B.t=0.01s時,電流表的示數(shù)為零
C.若產(chǎn)生該交流電的發(fā)電機(jī)的線框轉(zhuǎn)速提高一倍,其他條件不變,則電流表的示數(shù)也增大一倍
D.若將電阻換成200Ω,則電源的輸出功率變?yōu)樵瓉淼膬杀?/td>

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

6.圖甲是一種家用電熨斗的電路原理圖(額定電壓為220V),虛線框內(nèi)為加熱電路,R0是定值電阻,R是可變電阻.當(dāng)該電熨斗所接電壓為其額定電壓時,該電熨斗的最低耗電功率為100W,最高耗電功率為500W.
(1)求R0的阻值及R的阻變化范圍;
(2)假定電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量Q跟環(huán)境溫度的關(guān)系如圖乙所示,則在溫度為30℃的房間使用該電熨斗來熨燙毛料西服,要求熨斗表面溫度保持不變,應(yīng)將R的阻值調(diào)為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

3.滑板運(yùn)動是一項陸地上的“沖浪運(yùn)動”,滑板運(yùn)動員可在不同的滑坡上滑行,做出各種動作給人以美的享受.如圖甲所示,abcdef為同一豎直平面上依次平滑連接的滑行軌道,其中ab段水平,H=3m,bc段和cd段均為斜直軌道,傾角θ=37°,de段是一半徑R=2.5m的四分之一圓弧軌道,O點(diǎn)為圓心,其正上方的d點(diǎn)為圓弧的最高點(diǎn),滑板及運(yùn)動員總質(zhì)量m=60kg,運(yùn)動員滑經(jīng)d點(diǎn)時軌道對滑板支持力用Nd表示,忽略摩擦阻力和空氣阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.除下述問(2)中運(yùn)動員做緩沖動作以外,均可把滑板及運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn).
(1)從bc段緊靠b處無初速滑下,求Nd的大小;
(2)運(yùn)動員改為從b點(diǎn)以v0=4m/s的速度水平滑出,落在bc上時通過短暫的緩沖動作使他只保留沿斜面方向的速度繼續(xù)滑行,求緩沖動作后的速度為多大?
(3)運(yùn)動員緩沖之后是否會從d點(diǎn)滑離軌道?請通過計算得出結(jié)論.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖是一輛汽車做直線運(yùn)動的s-t圖象,對線段OA、AB、BC、CD所表示的運(yùn)動,下列說法正確的是( 。
A.OA段運(yùn)動最快B.AB段為勻速直線運(yùn)動
C.C點(diǎn)處物體開始反方向運(yùn)動了D.運(yùn)動4h汽車的位移大小為30km

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案