【題目】一小球在恒力F1作用下豎直向上做勻速直線運動,速度大小為v0.當(dāng)小球運動到位置A時,將F1突然增大到某值F2(未知),但保持其方向不變.持續(xù)一段時間t后,又突然將該力反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時間后,油滴運動到B點.重力加速度大小為g.不計空氣阻力

(1)求油滴運動到B點時的速度;

(2)求增大后的力F2大;已知不存在外力時,油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍.

【答案】(1);(2)

【解析】

(1)分析小球的運動過程,小球先向上做勻速直線運動,到達(dá)A處后因力突然增大而開始做勻加速直線運動,經(jīng)過t后力突然反向,小球開始做勻減速直線運動,并可能在速度減為零后做反向的勻加速直線運動.對力增大后的兩個過程分別列出牛頓第二定律方程,即可求得兩個過程中的加速度,而t又是一個已知量,那么直接使用運動學(xué)公式即可求出小球運動到B點時的速度的大;(2)因為小球最后可能做反向的勻加速直線運動,因此我們不能確定B點的位置究竟在A點上方還是A點下方,故需要分為兩種情況討論.對其中每一種情況,根據(jù)運動學(xué)公式列出方程,并與豎直上拋的方程進(jìn)行聯(lián)立,即可分別求得兩種情況下增大后的力大小。

t=0時,力從增加至時,油滴做豎直向上的勻加速運動,加速度方向向上,根據(jù)牛頓第二定律有:

油滴在時刻的速度為

力在時刻突然反向,油滴做勻變速運動,加速度方向向下,

根據(jù)牛頓第二定律有:

油滴在時刻的速度為

由①②③④式得

(2)由題意,在t=0時刻前有

油滴從t=0到時刻的位移為

油滴在從時刻到時刻的時間間隔內(nèi)的位移為

由題給條件有

式中hBA兩點之間的距離. B點在A點之上,依題意有

由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得

B點在A點之下,依題意有

由①②③⑥⑦⑧⑨式得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長為L=4m的傳送帶的速度是5 m/s,現(xiàn)將m=1 kg 的小物體輕放在左輪正上方的皮帶上,物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,電動機帶動皮帶將物體從左輪運送到右輪的過程中,(g=10m/s2下列說法中正確的是 ( )

A. 摩擦產(chǎn)生的熱量為12J

B. 小物體獲得的動能為8J

C. 摩擦產(chǎn)生的熱量為8J

D. 小物體獲得的動能為12.5J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(俯視圖),虛線右側(cè)有豎直向下的磁感應(yīng)強度為B=0.5T的勻強磁場,邊長為L=0.4m,質(zhì)量為m=0.5kg的正方形導(dǎo)線框起初靜止在光滑水平地面上。從t=0時刻起,用水平力F向右拉線框向右運動,此后線框運動的v-t圖像如右圖所示。求:

1拉力F的大小

2線框進(jìn)入磁場過程中感應(yīng)電流的大小

3線框進(jìn)入磁場過程中線框產(chǎn)生的熱量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】自來水龍頭下面放著一非常淺的平底容器,調(diào)節(jié)水龍頭的開關(guān),使水一滴一滴地下落。繼續(xù)調(diào)節(jié),當(dāng)調(diào)節(jié)到前一滴水碰到容器底部的瞬間,這一滴水正好從水龍頭口開始下落時為止(這兩滴水之間沒有水滴)。

(1)根據(jù)水滴的運動情況,如果要測出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g,需要測定的物理量有:_________,需要的實驗器材有:_________ 。

(2)在下面的橫線上寫出隨后的主要實驗步驟:_________ 。

(3)g值的表達(dá)式為 _________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在一次實驗中,某同學(xué)選用了兩個外形相同的硬質(zhì)小球AB,小球A質(zhì)量較大,小球B質(zhì)量較。撏瑢W(xué)實驗發(fā)現(xiàn):若在水平面上用A球去撞擊原來靜止的B球,碰后AB都向前運動;若用B球去撞擊原來靜止的A球,碰后A球向前運動,B球向后運動.為了探究碰撞中的不變量,該同學(xué)計劃用如圖所示的圓弧槽進(jìn)行實驗.實驗時,分別將小球MN放在豎直平面內(nèi)的半圓形玻璃軌道內(nèi)側(cè)(軌道半徑遠(yuǎn)大于小球半徑).現(xiàn)讓小球M從與圓心O等高處由靜止釋放,在底部與靜止的小球N發(fā)生正碰.

(1)實驗中,若實驗室里有如下所述的四個小球:

①半徑為r的玻璃球;

②半徑為2r的玻璃球;

③半徑為1.5r的鋼球;

④半徑為2r的鋼球.

為了便于測量,M球應(yīng)選用________,N球應(yīng)選用______(填編號).

(2)實驗中不用測量的物理量為________

①小球M的質(zhì)量m1和小球N的質(zhì)量m2;

②圓弧軌道的半徑R;

③小球M碰后上升的最高處與O點連線偏離豎直方向的夾角θ1;

④小球N碰后上升的最高處與O點連線偏離豎直方向的夾角θ2.

(3)用上述測得的物理量表示碰撞中的不變量的等式為:________.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,密閉絕熱容器內(nèi)有一絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞,活塞的上部封閉著氣體下部為真空,活塞與器壁的摩擦忽略不計.置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部另一端固定在活塞上,彈簧被壓縮后用繩扎緊,此時彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處在自然長度時的彈性勢能為零)現(xiàn)繩突然斷開,彈簧推動活塞向上運動經(jīng)過多次往復(fù)運動后活塞靜止,氣體達(dá)到平衡態(tài)經(jīng)過此過程(  )

A. Ep全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能

B. Ep一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能,其余部分仍為彈簧的彈性勢能

C. Ep全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能和氣體的內(nèi)能

D. Ep一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢能,一部分轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能其余部分仍為彈簧的彈性勢能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、CD后再回到狀態(tài)A.其中,A→BC→D為等溫過程,B→CD→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換).這就是著名的卡諾循環(huán)

(1)該循環(huán)過程中,下列說法正確的是________

AA→B過程中,外界對氣體做功

BB→C過程中,氣體分子的平均動能增大

CC→D過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多

DD→A過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化

(2)該循環(huán)過程中,內(nèi)能減小的過程是________(選填“A→B”“B→C”“C→D”“D→A”).若氣體在A→B過程中吸收63 kJ的熱量,在C→D過程中放出38 kJ的熱量,則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為________kJ.

(3)若該循環(huán)過程中的氣體為1 mol,氣體在A狀態(tài)時的體積為10 L,在B狀態(tài)時壓強為A狀態(tài)時的.求氣體在B狀態(tài)時單位體積內(nèi)的分子數(shù).(已知阿伏加德羅常數(shù)NA6.0×1023mol1,計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】面積很大的水池,水深為H,水面上浮著一正方體木塊。木塊邊長為a,密度為水的一半,質(zhì)量為m,開始時,木塊靜止,有一半沒入水中,如圖所示,F(xiàn)用力F將木塊緩慢地壓到池底。不計摩擦。求:

(1)從木塊剛好完全沒入水中到停在池底的過程中,池水勢能的改變量。

(2)從開始到木塊剛好完全沒入水的過程中,力F所作的功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】汽車以10m/s的速度開始剎車,剎車中加速度大小為2 m/s2。關(guān)于汽車的運動情況,下列說法正確的是( )

A. 剎車后6s末的速度為2 m/s

B. 剎車后6s內(nèi)的位移為25 m

C. 剎車中整個位移中點的速度為7.1 m/s

D. 停止前第3s、第2s、最后1s的位移之比為1:3:5

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