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9.甲乙兩小孩在平直跑道上做游戲,將兩個(gè)完全相同且質(zhì)量為m=10kg的處于靜止?fàn)顟B(tài)的物體,從跑線開始沿直線推到距離起跑線x=18的位置p點(diǎn),其中甲用水平推力F1=50N持續(xù)作用在物體上,經(jīng)t1=3s物體運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn);
(1)小孩乙也用水平力推該物體,要是物體也能達(dá)到P點(diǎn),則至少要對(duì)物體做多少功?
(2)小孩乙推力F2=30N的水平推力作用t2=5s就撤去,物體停止運(yùn)動(dòng)時(shí)距離起跑線多遠(yuǎn)?

分析 (1)根據(jù)位移時(shí)間公式求出物體的加速度,結(jié)合牛頓第二定律摩擦力的大小,再通過動(dòng)能定理分析,小孩乙至少做功的多少.
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出小孩乙推物體的加速度,從而得出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移,再結(jié)合牛頓第二定律求出撤去拉力后的加速度,結(jié)合速度位移公式求出勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移,從而確定物體停止運(yùn)動(dòng)時(shí)距離起跑線的距離.

解答 解:(1)根據(jù)x=12a1t21得,
a1=2xt1=2×189=4m/s2
根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)1-f=ma1,解得f=F1-ma1=50-10×4N=10N.
設(shè)乙至少做功為W,根據(jù)動(dòng)能定理得,
W-fx=0.
解得W=fx=10×18J=180J.
(2)根據(jù)牛頓第二定律得,a2=F2fm=301010=2m/s2
則5s內(nèi)的位移x1=12a2t2=12×2×25=25m,
5s末的速度v=a2t=2×5m/s=10m/s.
勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度a3=fm=1m/s2
則勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移x2=v22a3=1002=50m
則s=x1+x2=75m.
答:(1)至少要對(duì)物體做功180J.
(2)物體停止運(yùn)功時(shí)距離起跑線75m.

點(diǎn)評(píng) 本題可以運(yùn)用動(dòng)能定理求解,也可以通過動(dòng)力學(xué)至少求解,動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性在于不考慮運(yùn)動(dòng)的過程,抓住初末狀態(tài)進(jìn)行求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌;導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連;遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門,可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t,用d表示A點(diǎn)到光電門B處的距離,b表示遮光片的寬度,將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度,實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開始運(yùn)動(dòng).

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度b,結(jié)果如圖2所示,由此讀出b=3.80 mm;
(2)滑塊通過B點(diǎn)的瞬時(shí)速度可表示為vB=t(用題中字母表示);
(3)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為△Ek=m+M22t2,系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為△Ep=(m-M2)gd,在誤差允許的范圍內(nèi),若△Ek=△Ep則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒;(用題中字母表示)
(4)在上次實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)改變A、B間的距離,作出的v2-d圖象如圖3所示,并測(cè)得M=m,則重力加速度g=9.6m/s2
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.下列說法中正確的是( �。�
A.元電荷是最小的電荷
B.元電荷電荷量的大小最早由美國物理學(xué)家密立根測(cè)得
C.元電荷就是電子
D.元電荷是表示跟電子或質(zhì)子所帶電量大小相等的電荷量

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車,牽引一條紙帶,通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電源的頻率是50Hz,由紙帶上打出的某一點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)剪下一段紙帶,按如圖所示,使每一條紙帶下端與x軸重合,左邊與y軸平行,將紙帶貼在直角坐標(biāo)系中,求:
(1)在第一個(gè)0.1s內(nèi)中間時(shí)刻的速度是2.25m/s.
(2)運(yùn)動(dòng)物體的加速度是7.6m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖,在xOy平面內(nèi),MN和x軸之間有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),y軸上離坐標(biāo)原點(diǎn)4L的A點(diǎn)處有一電子槍,可以沿+x方向射出速度為v0的電子(質(zhì)量為m,電量為e).如果電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在,電子將做勻速直線運(yùn)動(dòng).如果撤去電場(chǎng),只保留磁場(chǎng),電子將從x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)3L的C點(diǎn)離開磁場(chǎng).不計(jì)重力的影響,求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向;
(2)如果撤去磁場(chǎng),只保留電場(chǎng),電子將從D點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)離開電場(chǎng),求D點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)電子通過D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,一直桿AB長(zhǎng)L=3.8m,從某處自由下落通過高為d=1m的窗口CD所用時(shí)間為0.4s.求:直桿AB的下端B是從距窗臺(tái)C多高處開始下落的?(g取10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.(多選)小明騎自行車由靜止沿直線運(yùn)動(dòng),他在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)、第4s內(nèi)通過的位移分別為1m、2m、3m、4m,則( �。�
A.他在第4s末的瞬時(shí)速度為4m/sB.他在第2s內(nèi)的平均速度為2m/s
C.他在4s內(nèi)的平均速度為2.5m/sD.他在1s末的瞬時(shí)速度為1m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.在1min內(nèi)通過阻值為5Ω的導(dǎo)體橫截面的電量為480C,那么加在該導(dǎo)體兩端的電壓是( �。�
A.20 VB.40 VC.120 VD.1200 V

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

15.重力10N的一石塊從樓房陽臺(tái)邊緣處做自由落體運(yùn)動(dòng),到達(dá)地面.把它在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分為相等的三段,如果它在第一段時(shí)間內(nèi)的位移是5m,那么在第三段時(shí)間內(nèi)重力做功為250J,動(dòng)能增加250J,機(jī)械能變化了0J.

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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