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拓展訓(xùn)練可以增強(qiáng)員工的團(tuán)隊(duì)意識和協(xié)作精神.圖甲是拓展訓(xùn)練中的跨越高空斷橋示意圖,隊(duì)員跨越斷橋后,在保險(xiǎn)繩拉力作用下降落到地面.假設(shè)保險(xiǎn)繩中串聯(lián)一個(gè)拉力傳感器,在隊(duì)員下落過程中,傳感器顯示的拉力如圖所示.已知隊(duì)員下落過程先加速,然后勻速,再減速,最后落地速度為零,F(xiàn)1-F2>F2-F3
(1)求隊(duì)員的質(zhì)量;
(2)求隊(duì)員下落過程的最大加速度;
(3)求斷橋距地面的高度;
(4)畫出隊(duì)員下落過程的速度一時(shí)間圖象.
分析:(1)隊(duì)員勻速時(shí),重力等于繩子的拉力,根據(jù)平衡條件列式即可求解質(zhì)量;
(2)因?yàn)镕2=mg根據(jù)F1-F2>F2-F3可知,在加速過程中加速度最大,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度;
(3)根據(jù)運(yùn)動學(xué)基本公式分別求解三段位移,相加即可;
(4)分析三段的運(yùn)動情況,畫出速度時(shí)間圖象.
解答:解:(1)隊(duì)員勻速時(shí),重力等于繩子的拉力,根據(jù)平衡條件有:
mg=F2
解得:m=
F2
g

(2)隊(duì)員加速運(yùn)動的加速度為a1=
F2-F3
m

減速運(yùn)動的加速度大小為a2=
F1-F2
m

因?yàn)镕1-F2>F2-F3
所以最大加速度為a2=
F1-F2
m
=
(F1-F2)g
F2

(3)隊(duì)員加速下滑的位移h1=
1
2
a
1
t12=
F2-F3
2m
?t12

勻速運(yùn)動的速度為v=a1t1=
(F1-F2)g
F2
t
1

所以勻速運(yùn)動的位移為:h2=v(t2-t1
隊(duì)員減速下滑的位移為:h3=v(t3-t3)-
1
2
F1-F2
m
?(t3-t2)2
所以高度為:h=h1+h2+h3=
F2-F3
2m
?t12
+
(F1-F2)g
F2
t
1
(t2-t1)
+v(t3-t3)-
1
2
F1-F2
m
?(t3-t2)2
(4)運(yùn)動圖象如圖所示:

答:(1)隊(duì)員的質(zhì)量為
F2
g

(2)隊(duì)員下落過程的最大加速度為
(F1-F2)g
F2

(3)斷橋距地面的高度為
F2-F3
2m
?t12
+
(F1-F2)g
F2
t
1
(t2-t1)
+v(t3-t3)-
1
2
F1-F2
m
?(t3-t2)2
(4)圖象如圖所示.
點(diǎn)評:此題以拓展訓(xùn)練跨越高空斷橋切入,意在考查從圖象中獲取解題信息的能力、靈活運(yùn)用
牛頓運(yùn)動定律、勻變速直線運(yùn)動規(guī)律解決實(shí)際問題的能力.
此題以拓展訓(xùn)練跨越高空斷橋切入,意在考查從圖象中獲取解題信息的能力、靈活運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律、勻變速直線運(yùn)動規(guī)律解決實(shí)際問題的能力.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

拓展訓(xùn)練可以增強(qiáng)員工的團(tuán)隊(duì)意識和協(xié)作精神。圖甲是拓展訓(xùn)練中的跨越高空斷橋示意圖。隊(duì)員跨越斷橋后,在保險(xiǎn)繩拉力作用下降落地面。假設(shè)保險(xiǎn)繩中串聯(lián)一個(gè)拉力傳感器,在隊(duì)員下落過程中,傳感器顯示的拉力如圖所示。已知隊(duì)員下落過程先加速然后勻速再最后落地速度為零,F1-F2> F2-F3。求:

(1)隊(duì)員的質(zhì)量;

(2)隊(duì)員下落過程的最大加速度;

(3)斷橋據(jù)地面的高度;

(4)畫出隊(duì)員下落過程的速度圖像。

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科目:高中物理 來源:2013年高考物理備考復(fù)習(xí)卷B3:牛頓運(yùn)動定律(解析版) 題型:解答題

拓展訓(xùn)練可以增強(qiáng)員工的團(tuán)隊(duì)意識和協(xié)作精神.圖甲是拓展訓(xùn)練中的跨越高空斷橋示意圖,隊(duì)員跨越斷橋后,在保險(xiǎn)繩拉力作用下降落到地面.假設(shè)保險(xiǎn)繩中串聯(lián)一個(gè)拉力傳感器,在隊(duì)員下落過程中,傳感器顯示的拉力如圖所示.已知隊(duì)員下落過程先加速,然后勻速,再減速,最后落地速度為零,F(xiàn)1-F2>F2-F3
(1)求隊(duì)員的質(zhì)量;
(2)求隊(duì)員下落過程的最大加速度;
(3)求斷橋距地面的高度;
(4)畫出隊(duì)員下落過程的速度一時(shí)間圖象.

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