【題目】摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯,行程超過(guò)百米.電梯的簡(jiǎn)化模型如圖甲所示.考慮安全、舒適、省時(shí)等因素,電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的.已知電梯在t=0時(shí)由靜止開始上升,a-t圖象如圖乙所示.電梯總質(zhì)量m=2.0×103kg.忽略一切阻力,重力加速度g取10 m/s2.
(1)求電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;
(2)類比是一種常用的研究方法.對(duì)于直線運(yùn)動(dòng),教科書中講解了由v-t圖象求位移的方法.請(qǐng)你借鑒此方法,對(duì)比加速度和速度的定義,根據(jù)圖乙所示的a-t圖象,求電梯在第1 s內(nèi)的速度改變量Δv1和第2 s末的速率v2;
(3)求電梯以最大速率上升時(shí),拉力做功的功率P;再求在0~11 s時(shí)間內(nèi),拉力和重力對(duì)電梯所做的總功W.
【答案】(1)2.2×104N1.8×104N(2)0.5 m/s 1.5 m/s(3)2.0×105W1.0×105J
【解析】試題分析: (1)由牛頓第二定律,有F-mg=ma
由a-t圖象可知,F1和F2對(duì)應(yīng)的加速度分別是
a1=1.0 m/s2,a2=-1.0 m/s2,則
F1=m(g+a1)=2.0×103×(10+1.0) N=2.2×104N
F2=m(g+a2)=2.0×103×(10-1.0) N=1.8×104N
(2)類比可得,所求速度變化量等于第1 s內(nèi)a-t圖線與t軸所圍圖形的面積,可得Δv1=0.5 m/s
同理可得2 s內(nèi)的速度變化量Δv2=v2-v0=1.5 m/s
v0=0,第2 s末的速率v2=1.5 m/s
(3)由a-t圖象可知,11 s~30 s內(nèi)速率最大,其值vm等于0~11 s內(nèi)a-t圖線與t軸所圍圖形的面積,此時(shí)電梯做勻速運(yùn)動(dòng),拉力F等于重力mg,所求功率P=Fvm=mg·vm=2.0×103×10×10 W=2.0×105W
由動(dòng)能定理得,總功W=Ek2-Ek1=mvm2-0=×2.0×103×102J=1.0×105J.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于下列四幅圖的說(shuō)法,正確的是 ;
A.甲圖中估測(cè)油酸分子直徑時(shí),可把油酸分子簡(jiǎn)化為球形處理
B.乙圖中,顯微鏡下看到的三顆微粒運(yùn)動(dòng)位置連線是它們做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡
C.燒熱的針尖,接觸涂上薄蜂蠟層的云母片背面上某點(diǎn),經(jīng)一段時(shí)間后形成圖丙的形狀,則說(shuō)明云母為非晶體
D.丁圖中分子間距離為r0時(shí),分子間作用力F最小,分子勢(shì)能也最小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于磁場(chǎng)中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,下列說(shuō)法正確的是
A. 與一小段通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向一致
B. 與運(yùn)動(dòng)電荷所受磁場(chǎng)力的方向一致
C. 與小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向一致
D. 與小磁針S極所受磁場(chǎng)力的方向一致
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在地球的赤道上方有一條東西方向水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線,通有從東向西流動(dòng)的電流,則此通電導(dǎo)線所受地磁場(chǎng)的作用力方向應(yīng)是( 。
A. 向上 B. 向下 C. 向北 D. 向南
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為探究物體運(yùn)動(dòng)加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,砂和砂桶質(zhì)量用m表示,小車和車上所加砝碼總質(zhì)量用M表示,小車運(yùn)動(dòng)加速度用a表示。
①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要適當(dāng)抬起長(zhǎng)木板的一端以平衡小車所受到的摩擦力,該步驟中木板被抬起的角度與小車質(zhì)量 (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”);
②在探究加速度與小車受力關(guān)系過(guò)程中, 甲和乙兩小組分別用下列兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,其中你認(rèn)為合理的是 (選填“甲”或“乙”);
M甲=500g M乙=500g
甲m(g) | 20 | 22 | 24 | 26 |
乙m(g) | 20 | 30 | 40 | 50 |
③在探究加速度與小車質(zhì)量關(guān)系過(guò)程中,應(yīng)該保持 不變,通過(guò)增減小車中砝碼改變小車質(zhì)量M,實(shí)驗(yàn)測(cè)出幾組a、M數(shù)據(jù),下列圖線能直觀合理且正確反映a-M關(guān)系的是 。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,A、B是兩水平放置的足夠長(zhǎng)的平行金屬板,組成偏轉(zhuǎn)勻強(qiáng)電場(chǎng),B板接地.A板電勢(shì)隨時(shí)間變化情況如圖乙所示,C、D兩平行金屬板豎直放置,中間有正對(duì)兩孔O1′和O2,兩板間電壓為U2,組成減速電場(chǎng).現(xiàn)有一帶負(fù)電粒子在t=0時(shí)刻以一定初速度沿AB兩板間的中軸線O1O1′進(jìn)入,并能從O1′沿O1′O2進(jìn)入C、D間,剛好到達(dá)O2孔,已知帶電粒子帶電荷量為-q,質(zhì)量為m,不計(jì)其重力.求:
(1)該粒子進(jìn)入A、B的初速度v0的大。
(2)A、B兩板間距的最小值和A、B兩板長(zhǎng)度的最小值.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】甲、乙兩車相距40.5m,同時(shí)沿平直公路做直線運(yùn)動(dòng),甲車在前,以初速度v1=16m/s,加速度a1=2m/s2作勻減速直線運(yùn)動(dòng),乙車在后,以初速度v2=4.0m/s,加速度a2=1.0m/s2與甲同向作勻加速直線運(yùn)動(dòng),求:
(1)甲、乙兩車相遇前相距的最大距離
(2)乙車追上甲車經(jīng)歷的時(shí)間.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】首先發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)的物理學(xué)家是 ( )
A. 安培 B. 奧斯特 C. 法拉第 D. 特斯拉
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列速度表示平均速度的是( 。
A. 子彈射出槍口時(shí)的速度是800m/s
B. 汽車速度計(jì)某時(shí)刻的讀數(shù)是90km/h
C. 運(yùn)動(dòng)員沖過(guò)終點(diǎn)時(shí)的速度是10m/s
D. 臺(tái)風(fēng)中心以25km/h的速度向沿海海岸移動(dòng)
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