由能量守恒.得代入數(shù)據(jù)得EP2 =0.5J 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

【解析】(1)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為

F=BIL=

當(dāng)速度穩(wěn)定時(shí),由平衡條件得

解得v=2m/s 

(2)由能量守恒定律得  

解得t=1s

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光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間,利用光電計(jì)時(shí)器來(lái)探究合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系.
如圖2所示,水平面O點(diǎn)左側(cè)是光滑平面,右側(cè)是粗糙平面,彈簧的左端固定在豎直的墻壁上,彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)右端恰好在O點(diǎn),在O點(diǎn)固定光電門可以測(cè)出木塊通過(guò)O點(diǎn)的時(shí)間,木塊與彈簧不相連.現(xiàn)用木塊將彈簧壓縮一段距離,然后由靜止釋放,將彈簧壓縮的長(zhǎng)度x、木塊通過(guò)光電門的時(shí)間t、木塊在粗糙水平面上滑行的距離s記入表中.

實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6
壓縮量x/cm 10 15 20 25 30 35
時(shí)間t/s 0.100 0.067 0.050 0.040 0.033 0.029
距離s/m 0.50 1.13 2.00 3.12 4.50 6.13
(1)若木塊長(zhǎng)L,通過(guò)光電門時(shí)間t,則木塊通過(guò)光電門時(shí)的速度v0=
L
t
L
t
;
(2)從理論上講,木塊在粗糙水平面上滑動(dòng)的距離s和木塊通過(guò)光電門的時(shí)間t關(guān)系應(yīng)是s∝
t-2
t-2
;請(qǐng)你運(yùn)用數(shù)據(jù)表中測(cè)定的數(shù)據(jù)在圖a所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗(yàn)證理論的正確性;
(3)選擇適當(dāng)?shù)奈锢砹吭趫Db所示的坐標(biāo)紙上作出能直觀反映木塊在粗糙水平面上滑行距離s與彈簧壓縮量x的關(guān)系圖象,根據(jù)圖象寫出的關(guān)系應(yīng)是s∝
x2
x2
;
(4)由能量守恒定律,彈簧的最大彈性勢(shì)能應(yīng)等于木塊在水平面上滑行中產(chǎn)生的總內(nèi)能,由此可以確定彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧壓縮量的關(guān)系應(yīng)是EP
x2
x2

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把一只乒乓球從胸前的某個(gè)高度釋放,落到堅(jiān)硬的水泥地上,反彈后可以達(dá)到接近胸前釋放時(shí)的高度,但無(wú)論如何是不會(huì)超過(guò)這個(gè)高度的.同樣取一只剛性很好的金屬球,從相同高度釋放,反彈后也不會(huì)跳得更高,這是由能量守恒定律決定的.如果如圖所示那樣,把乒乓球放在金屬球上面,讓它們從原來(lái)高度落下,落地反彈以后,乒乓球會(huì)跳多高呢?也許你會(huì)感到吃驚,乒乓球比單獨(dú)下落跳得更高.這就是著名的超級(jí)球問(wèn)題!
若二球從高處釋放時(shí)球心連線處于豎直方向,且金屬球與地、球與球之間的相互作用均可看作是彈性的.則請(qǐng)結(jié)合所學(xué)的物理知識(shí)通過(guò)必要的計(jì)算,求出此時(shí)乒乓球能跳的高度大約是原高度的多少倍?
提示:
(1)可認(rèn)為金屬球質(zhì)量遠(yuǎn)大于乒乓球質(zhì)量;
(2)兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均忽略空氣阻力.

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(2006?上海模擬)以20m/s的初速度,從地面豎直向上拋射一物體,它上升的最大高度是18m,如果物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力的大小不變,則物體在離地面多高處時(shí)其動(dòng)能與重力勢(shì)能相等(g取10m/s2).
某同學(xué)解答如下:
設(shè)物體上升到h高處時(shí)動(dòng)能與重力勢(shì)能相等,
1
2
mv2=mgh  ①
此過(guò)程中,重力和阻力做功,由動(dòng)能定理得:-(mg+f)h=
1
2
mv2-
1
2
mv02
物體上升的最大高度為H,則-(mg+f)H=0-
1
2
mv02  ③
由式①、②、③,代入數(shù)據(jù)解得h=9.47m,物體在離地9.47m處動(dòng)能與重力勢(shì)能相等.
經(jīng)檢查,計(jì)算無(wú)誤,該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完美之處?若有請(qǐng)予以補(bǔ)充.

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某航空母艦上的戰(zhàn)斗機(jī)起飛過(guò)程中最大加速度是a=4.5 m/s2,飛機(jī)速度要達(dá)到v0=60 m/s才能起飛,航空母艦甲板長(zhǎng)為L=289 m,為使飛機(jī)安全起飛,航空母艦應(yīng)以一定速度航行以保證起飛安全,求航空母艦的最小速度v是多少?(設(shè)飛機(jī)起飛對(duì)航母的狀態(tài)沒(méi)有影響,飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)可以看作勻加速運(yùn)動(dòng))

某同學(xué)求解過(guò)程如下:

由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)有v02-v2=2aL

解得

代入數(shù)據(jù)后得到

經(jīng)檢查,計(jì)算無(wú)誤.該同學(xué)所得結(jié)論是否有錯(cuò)誤或不完善之處?若有,請(qǐng)予以改正或補(bǔ)充.

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