12.一位質(zhì)量m=50kg的滑雪運動員(包括滑雪板)從高度h=30m的斜坡自由滑下(初速度為零).斜坡的傾角θ=37°,滑雪板與雪面滑動摩擦因素μ=0.1.(不計空氣阻力)則運動員(包括滑雪板)滑至坡底的過程中(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求運動員(包括滑雪板)受到的各個力所做的功?
(2)求運動員(包括滑雪板)受到合外力做的功?
(3)求運動員(包括滑雪板)到達坡底時重力的功率是多少?

分析 (1)對物體受力分析,明確各力的大小,再由功的公式求出各個力所做的功;
(2)由合力做功的計算方法求出合力的功;
(3)由動能定理求出運動員到達坡底的速度,再由公式P=mgvsin37°求重力的功率.

解答 解:(1)重力做的功為:${W_G}=mgh=50×10×30J=1.5×{10^4}J$
支持力做的功為:WN=0
摩擦力做的功為:${W_f}=-(μmgcosθ)•\frac{h}{sinθ}=-0.1×50×10×0.8×\frac{30}{0.6}J=-2000J$
(2)合外力做的功為:$W={W_G}+{W_N}+{W_f}=1.5×{10^4}+0-2000J=1.3×{10^4}J$
(3)對運動員(包括滑雪板),從靜止到坡底,根據(jù)動能定理有:
 $W=\frac{1}{2}m{v^2}-0$
可得到達坡底時速度為:
$v=\sqrt{\frac{2W}{m}}=\sqrt{\frac{{2×1.3×{{10}^4}}}{50}}m/s=2\sqrt{130}m/s$
故到達坡底時重力的功率為:
P=mgvsin37°=50×10×2$\sqrt{130}$×0.6W≈6.8×103W
答:(1)運動員(包括滑雪板)受到的各個力所做的功情況是:重力做的功是1.5×104J,支持力做的功為0,摩擦力做的功是-2000J.
(2)運動員(包括滑雪板)受到合外力做的功是1.3×104J.
(3)運動員(包括滑雪板)到達坡底時重力的功率是6.8×103W.

點評 本題要明確總功等于各力做功的代數(shù)和,知道運動員到達坡底重力的功率是瞬時功率,不能根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.在用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中:所用重錘的質(zhì)量m=1.0kg,打點計時器所用電源頻率50HZ,打下的紙帶如圖,圖中數(shù)據(jù)為從起始點O到該點的距離,可知O點的速度為0,則在打A點時,重錘的動能EKA=0.17J,從開始下落到打A點時,重錘的勢能減小量是0.18J.(取兩位有效數(shù)字)

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3.如圖所示,導(dǎo)線ab、cd跨在電阻不計的長直光滑導(dǎo)軌上,ab的電阻比cd的電阻大,當(dāng)cd在外力F1的作用下,勻速向左滑動時,ab在外力F2作用下保持靜止,則兩力及兩導(dǎo)線端電壓的大小關(guān)系是(  )
A.F1>F2,Uab>UcdB.F1<F2,Uab=UcdC.F1=F2,Uab>UcdD.F1=F2 ,Uab=Ucd

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20.如圖所示,傾斜角θ=30°的光滑傾斜導(dǎo)體軌道(足夠長)與光滑水平導(dǎo)體軌道連接.軌道寬度均為L=1m,電阻忽略不計.勻強磁場I僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域,方向水平向右,大小B1=1T;勻強磁場II僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域,方向垂直于傾斜軌道平面向下,大小B2=1T.現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m=0.2kg,電阻均為R=0.5Ω的相同導(dǎo)體棒ab和cd,垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上,并同時由靜止釋放.取g=10m/s2
(1)求導(dǎo)體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大;
(2)若已知從開始運動到cd棒達到最大速度的過程中,ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J,求該過程中通過cd棒橫截面的電荷量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,細桿的一端與一小球相連,可繞過O點的水平軸自由轉(zhuǎn)動,現(xiàn)給小球一初速度,使它做圓周運動,圖中a、b分別表示小球轉(zhuǎn)到的最低點和最高點,關(guān)于桿對球的作用力的說法正確的是(  )
A.a處一定為拉力,b處可能為拉力B.a處為一定拉力,b處可能推力
C.a處可能為推力,b處一定拉力D.a、b兩處可能都為推力

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17.在驗證機械能守恒定律的實驗中:
(1)下列實驗操作順序正確合理的一項是B(填序號)
A.先將固定在重物上的紙帶穿過打點計時器,再將打點計時器固定在鐵架臺上
B.先用手提著紙帶,使重物靜止在打點計時器下方,再接通電源
C.先放開紙帶讓重物下落,再接通打點計時器的電源
D.先取下固定在重物上的打好點的紙帶,再切斷打點計時器的電源
(2)質(zhì)量 m=1kg的重錘自由下落,在紙帶上打出了一系列的點,如圖1所示,相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02s,長度單位是cm,g取9.8m/s2.則 (保留3位有效數(shù)字):
①打點計時器打下計數(shù)點B時,重錘的速度vB=0.973m/s;
②從點O到打下計數(shù)點B的過程中,重錘重力勢能的減小量△Ep=0.476J,動能的增加量△Ek=0.473J;
③實驗結(jié)論是在實驗誤差允許范圍內(nèi),重錘下落過程中機械能守恒.
(3)在用如圖2所示的裝置做“探究動能定理”的實驗時,下列說法正確的是AC
A.通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值
B.通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值
C.通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度
D.通過打點計時器打下的紙速來測定小車加速過程中獲得的平均速度

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4.某研究性學(xué)習(xí)小組欲利用伏安法測兩節(jié)串聯(lián)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r.由于電表內(nèi)阻的影響,不論電流表內(nèi)接還是外接都存在系統(tǒng)誤差.為消除系統(tǒng)誤差,于是,該小組同學(xué)
(1)①先通過一個多用表中的歐姆檔,直接去粗測所用的直流電壓表V(內(nèi)阻約1kΩ~2kΩ、量程0~3V)的內(nèi)阻.現(xiàn)從多用表刻度盤上讀出電阻刻度中間值為15,歐姆檔的選擇開關(guān)應(yīng)撥至倍率×100擋.再將紅、黑表筆短接調(diào)零后,選用下圖中B方式連接進行測量.
②在正確選擇歐姆檔倍率及各項操作后,歐姆擋的示數(shù)如圖C所示,讀數(shù)為1500Ω,即表示所用電壓表內(nèi)阻的大約值;這時電壓表的示數(shù)如圖D所示,讀數(shù)為2.20V.由此可推知該歐姆檔內(nèi)部所用電池的電動勢為4.4V.
(2)之后,他們又設(shè)計了如圖E所示的實驗電路.已知電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻相差不大.
①連接好實驗電路,開始測量之前,滑動變阻器R的滑片P應(yīng)調(diào)到a(選填“a”或“b”)端.
②閉合開關(guān)S1,S2接位置1,改變滑片P的位置,記錄多組電壓表、電流表示數(shù).
③開關(guān)S1保持閉合,S2改接位置2,改變滑片P的位置,記錄多組電壓表、電流表示數(shù).
④建立U-I坐標(biāo)系,在同一坐標(biāo)系中分別描點作出S2接位置1、2時圖象如圖F所示.
a.S2接1時的U-I圖線是圖F中的B(選填“A”或“B”)線.
b.每次測量操作都正確,讀數(shù)都準(zhǔn)確.由于S2接位置1,電壓表的分流作用,S2接位置2,電流表的分壓作用,分別測得的電動勢和內(nèi)阻與真實值不相等.則由圖F中的A和B圖線,可得電動勢和內(nèi)阻的真實值,E=3.00V,r=5.0Ω.據(jù)此可知所用電流表內(nèi)阻RA=5.0Ω.

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1.如圖所示,質(zhì)量mB=2kg的平板車B上表面水平,開始時靜止在光滑水平面上,在平板車左端靜止著一質(zhì)量mA=2kg的物塊A,一顆質(zhì)量m0=0.01kg的子彈v0=600m/s的水平初速度瞬間射穿A后,速度變?yōu)関1=200m/s.由于A與B間摩擦力作用使A與B最終到達相對靜止.則整個過程中A、B組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生熱量為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.以下說法正確的是( 。
A.光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波
B.相對論認為空間和時間與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關(guān)
C.麥克斯韋預(yù)言并用實驗驗證了電磁波的存在
D.在光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光由綠色光變?yōu)榧t光,則亮條紋間距變寬
E.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度

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