如圖1所示,蹦極運動是一項非常刺激的娛樂項目.研究蹦極運動時,在運動員身上裝好傳感器,用于測量他在不同時刻下落的高度及速度.已知運動員及其所攜帶的全部設(shè)備的總質(zhì)量為m=60kg,彈性繩原長為l0=10m,運動員從蹦極臺無初速度下落到第一次到達(dá)最低點的過程中,其速度—位移圖像如圖2所示.不計空氣阻力,測得本地重力加速度g=9.8m/s2.
(1)運動員下落過程中速度最大時,其受力有什么特點?
(2)運動員下落速度最大時,繩的彈性勢能Ep為多大?
(3)對于運動員第一次到達(dá)最低點時繩的彈性勢能Ep′,小明和小麗的解法分別如下:
小明的解法:
當(dāng)運動員速度最大時,有mg=kΔl1
已知繩的原長l0=10m,由圖2知運動員速度最大時繩的形變量Δl1=15-10=5m
解得k=mgΔl1=60×9.85=117.6N/m
由圖2知,運動員第一次到達(dá)最低點時繩的形變量Δl2=25.5-10=15.5m
由彈性勢能的表達(dá)式Ep′=12kΔl22=12×117.6×15.52≈1.4×104J
小麗的解法:
運動員從離開蹦極平臺到第一次到達(dá)最低點的過程,由機械能守恒定律得mgl=Ep′
Ep′=60×9.8×25.5≈1.5×104J
上面的兩種解法,數(shù)學(xué)運算都是正確的,但結(jié)果不同.你認(rèn)為誰的解法是正確的?對于另一位同學(xué)的解法,簡要說明出現(xiàn)錯誤的原因.
mg
Δ
l
1
=
60
×
9
.
8
5
1
2
k
Δ
l
2
2
=
1
2
×
117
.
6
×
15
.
5
2
≈
1
.
4
×
1
0
4
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.6
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1.如圖所示,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小物塊靜止放在絕緣水平地面上,地面上方存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,某時刻物塊獲得一初速度v0開始向右運動,運動距離x后停止。已知物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,此過程中物塊與地面之間由于摩擦產(chǎn)生的熱量為( ?。?/h2>
A.μmgx B. mv1220C.μ(mg-Bqv0)x D. mv12-μmgx20發(fā)布:2025/1/6 0:30:5組卷:62引用:3難度:0.5 -
2.如圖1所示,固定的粗糙斜面長為10m,一小滑塊自斜面頂端由靜止開始沿斜面下滑的過程中,小滑塊的動能Ek隨位移x的變化規(guī)律如圖2所示,取斜面底端為重力勢能的參考平面,小滑塊的重力勢能Ep隨位移x的變化規(guī)律如圖3所示,重力加速度g=10m/s2.根據(jù)上述信息可以求出( ?。?br />
A.斜面的傾角 B.小滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù) C.小滑塊下滑的加速度的大小 D.小滑塊受到的滑動摩擦力的大小 發(fā)布:2024/12/22 9:30:3組卷:463引用:9難度:0.9 -
3.一質(zhì)量為m的物體放在傾角為θ且足夠長的光滑固定斜面上,初始位置如圖甲所示,在平行于斜面向上的力F的作用下由靜止開始沿斜面運動,運動過程中物體的機械能E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示.其中0~x1過程的圖線是曲線,x1~x2過程的圖線是平行于x軸的直線,則下列說法正確的是( ?。?/h2>
A.在0~x1的過程中,物體向下運動 B.在0~x1的過程中,物體的加速度一直增大 C.在0~x2的過程中,速度最大值只能在0~x1之間的某位置 D.在x1~x2的過程中,物體的速度大小不變 發(fā)布:2024/12/16 13:0:4組卷:151引用:1難度:0.5
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