【題目】圖1所示的蹦極運(yùn)動(dòng)是一種非常刺激的娛樂(lè)項(xiàng)目。為了研究蹦極過(guò)程，做以下簡(jiǎn)化：將游客視為質(zhì)點(diǎn)，他的運(yùn)動(dòng)沿豎直方向，忽略彈性繩的質(zhì)量和空氣阻力。如圖2所示，某次蹦極時(shí)，游客從蹦極平臺(tái)由靜止開始下落，到P點(diǎn)時(shí)彈性繩恰好伸直，游客繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，能到達(dá)的最低位置為Q點(diǎn)，整個(gè)過(guò)程中彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，且游客從蹦極平臺(tái)第一次下落到Q點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能損失可忽略。彈性繩的彈力大小可以用F=k·Δx來(lái)計(jì)算，式中k為常量，Δx為彈性繩的伸長(zhǎng)量。

圖1 圖2 圖3

（1）彈性繩的原長(zhǎng)為l0，彈性繩對(duì)游客的彈力為F，游客相對(duì)蹦極平臺(tái)的位移為x，取豎直向下為正方向，請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出F隨x變化的示意圖；

（2）借助Fx圖像可以確定彈力做功的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)當(dāng)游客位移為x（x>l0）時(shí)，彈性繩彈性勢(shì)能EP的表達(dá)式；

（3）按照安全標(biāo)準(zhǔn)，該彈性繩允許的最大拉力Fm=4.3×103N，游客下落至最低點(diǎn)與地面的距離。已知l0=10m，k=100N/m，蹦極平臺(tái)與地面間的距離D=55m。取重力加速度g=10m/s2。試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明：總質(zhì)量M=160kg的游客能否被允許使用該蹦極設(shè)施。

【答案】（1） （2） （3）游客可以使用該蹦極設(shè)施

【解析】（1）彈性繩對(duì)游客的彈力F隨游客位移x變化關(guān)系的圖線如圖所示。

（2）在圖中，圖線與x軸所圍面積表示彈力F做的功，則在游客位移從l0變?yōu)?/span>x的過(guò)程中，彈力F做的功

所以彈性繩的彈性勢(shì)能

（3）設(shè)游客從蹦極平臺(tái)第一次到達(dá)最低點(diǎn)的距離為l，在此過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律

解得或 （舍）

則（符合要求）

當(dāng)游客第一次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，彈性繩的彈力最大，

此時(shí)彈性繩的彈力（符合要求）

所以該游客可以使用該蹦極設(shè)施。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，初始時(shí)刻小球靜止于P點(diǎn)。第一次小球在水平拉力F作用下，從P點(diǎn)緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，此時(shí)輕繩與豎直方向夾角為θ，張力大小為T1；第二次在水平恒力F′作用下，從P點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)并恰好能到達(dá)Q點(diǎn)，至Q點(diǎn)時(shí)輕繩中的張力大小為T2，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，關(guān)于這兩個(gè)過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 第一個(gè)過(guò)程中，拉力F在逐漸變大，且最大值一定大于F′

B. 兩個(gè)過(guò)程中，輕繩的張力均變大

C. ，

D. 第二個(gè)過(guò)程中，重力和水平恒力F′的合力的功率的變化是增大、減小、增大、減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】房屋裝修工人常用如圖所示的簡(jiǎn)易方式運(yùn)送材料，圖中C為光滑定滑輪。為了保證材料不碰觸窗臺(tái)A、B，需要一人在樓下用一根繩子拽拉，保證材料豎直向上緩慢上升。假定人的位置不變，則在運(yùn)送過(guò)程中（ ）

A. OC繩和OD繩的拉力均逐漸增大

B. OC繩和OD繩的拉力均逐漸減小

C. OC繩的拉力逐漸增大，OD繩的拉力逐漸減小

D. OC繩的拉力逐漸減小，OD繩的拉力逐漸增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩端封閉的U形管中裝有水銀，分別封閉住A、B兩部分氣體，當(dāng)它們溫度相同且A、B端豎直向上放置，靜止時(shí)左右液面高度差為h，以下說(shuō)法中正確的是

（ ）

A. 當(dāng)U形管由圖示位置開始下落時(shí)，則水銀柱高度差h變小

B. U形管加速下落過(guò)程中（a=g），兩部分氣體的壓強(qiáng)差比靜止時(shí)大

C. 使A、B兩部分氣體降低相同的溫度，則水銀柱高度差h變大

D. 兩部分氣體升高到相同的溫度后，兩部分氣體的壓強(qiáng)差比升溫前大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，圖1是該橫波t=0時(shí)的波形圖，圖2是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，則圖2描述的可能是

圖1 圖2

A. x=3m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像 B. x=2m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像

C. x=1m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像 D. x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，粗糙直軌道AB與水平方向的夾角θ＝37°；曲線軌道BC光滑且足夠長(zhǎng)，它們?cè)?/span>B處光滑連接。一質(zhì)量m＝0.2kg的小環(huán)靜止在A點(diǎn)，在平行于AB向上的恒定拉力F的作用下，經(jīng)過(guò)t＝0.8s運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，立即撤去拉力F，小環(huán)沿BC軌道上升的最大高度h=0.8m。已知小環(huán)與AB間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.75。（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

（1）小環(huán)上升到B點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

（2）拉力F的大�。�

（3）簡(jiǎn)要分析說(shuō)明小環(huán)從最高點(diǎn)返回A點(diǎn)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，輕桿一端與質(zhì)量為1kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球相連，另一端可繞光滑固定軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)最高點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，取水平向右為正方向，小球的水平分速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，A、B、C三點(diǎn)分別是圖線與縱軸、橫軸的交點(diǎn)、圖線上第一周期內(nèi)的最低點(diǎn)，該三點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是1、0、-5。g取10m/s，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是

A. 輕桿的長(zhǎng)度為0.5m

B. 小球經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)它的作用力方向豎直向上

C. B點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻小球的速度為13m/s

D. 曲線AB段與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積為0.5m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)改裝后的電壓表Vx的量程和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

（1）先用多用電表粗測(cè)電壓表的內(nèi)阻和量程，實(shí)驗(yàn)中多用電表紅表筆應(yīng)與電壓表_____（填“正”或“負(fù)”）接線柱相連；若已知多用電表內(nèi)電源電動(dòng)勢(shì)為9V，所用檔位為“×1K”檔，調(diào)零后測(cè)量，指針位置如圖所示．此時(shí)電壓表指針指在表盤的四分之三刻度處．則所測(cè)電壓表內(nèi)阻約為___________，量程為____________．

（2）若電壓表量程為（1）問(wèn)中所測(cè)數(shù)值，則為了精確測(cè)量其內(nèi)阻，現(xiàn)提供以下器材：

待測(cè)電壓表Vx

電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約為3Ω）

電壓表V（量程l0V，內(nèi)阻約為30kΩ）

定值電阻R0（阻值為10kΩ）

滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為5Ω，額定電流為1A）

滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為100Ω，額定電流為lA）

電源E（電動(dòng)勢(shì)為15V，內(nèi)阻約為1Ω）

開關(guān)和導(dǎo)線若干

①為了較精確的測(cè)量電壓表內(nèi)阻，則測(cè)量電路應(yīng)該選擇如下電路中的________．

②寫出電壓表內(nèi)阻測(cè)量值的表達(dá)式Rv=_________．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ、半徑為R的傾斜圓盤繞圓心處的轉(zhuǎn)軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊放在圓盤的邊緣，小物塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。圖中A、B分別為小物塊轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)的C、D兩點(diǎn)連線與AB垂直，小物塊與圓盤間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且始終相對(duì)于圓盤靜止。重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是 ( )

A. 小物塊受到的摩擦力始終指向圓心

B. 動(dòng)摩擦因數(shù)μ一定大于tanθ

C. 小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，摩擦力對(duì)小物塊做功為－μmgπRcosθ

D. 當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)至C、D兩點(diǎn)時(shí)所受摩擦力大小相等，從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中摩擦力對(duì)小物塊先做負(fù)功后做正功

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同步練習(xí)冊(cè)答案