蹦極是一項(xiàng)非常刺激的娛樂運(yùn)動(dòng)。為了研究蹦極過程,做以下簡(jiǎn)化:將人視為質(zhì)點(diǎn),人的運(yùn)動(dòng)沿豎直方向,忽略人離開蹦極臺(tái)時(shí)的初速度、彈性繩的質(zhì)量及空氣阻力。如圖,某次蹦極時(shí),人從平臺(tái)跳下,到a點(diǎn)時(shí)彈性繩恰好伸直,人繼續(xù)下落,能到達(dá)的最低位置為b點(diǎn),如圖甲所示。已知人的質(zhì)量m=50kg,彈性繩的彈力大小F=k?Δx.其中Δx為彈性繩的形變量,k=200N/m,彈性繩的原長(zhǎng)l0=10m,整個(gè)過程中彈性繩的形變始終在彈性限度內(nèi)。取重力加速度g=10m/s2。在人離開平臺(tái)至第一次到達(dá)b點(diǎn)的過程中,機(jī)械能損失可忽略。
(1)求人第一次到達(dá)a點(diǎn)時(shí)的速度大小v1;
(2)簡(jiǎn)要描述人從O到b的過程中做怎樣的運(yùn)動(dòng)(無需說明理由);
(3)如圖甲建立坐標(biāo),蹦極臺(tái)的位置記為原點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出該過程人受合力F合隨x變化的示意圖;
(4)簡(jiǎn)要說明人從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中,力對(duì)人做功及其對(duì)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化情況。若已知彈性繩的形變量為Δx時(shí),它的彈性勢(shì)能Ep=12kΔx2。求b點(diǎn)與蹦極臺(tái)間的距離l。
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【考點(diǎn)】常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化;機(jī)械能守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;胡克定律及其應(yīng)用;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
【答案】(1)人第一次到達(dá)a點(diǎn)時(shí)的速度大小v1為;
(2)人從O到a點(diǎn),做自由落體運(yùn)動(dòng),a到b點(diǎn),先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),再做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),到b點(diǎn),速度為0;
(3)

(4)a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中,重力豎直向下做正功,彈力做豎直向上做負(fù)功,人做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)過程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和動(dòng)能,做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)中,重力勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。b點(diǎn)與蹦極臺(tái)間的距離l為20m。
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(2)人從O到a點(diǎn),做自由落體運(yùn)動(dòng),a到b點(diǎn),先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),再做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),到b點(diǎn),速度為0;
(3)

(4)a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中,重力豎直向下做正功,彈力做豎直向上做負(fù)功,人做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)過程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和動(dòng)能,做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)中,重力勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。b點(diǎn)與蹦極臺(tái)間的距離l為20m。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:31引用:1難度:0.5
相似題
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1.如圖所示,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小物塊靜止放在絕緣水平地面上,地面上方存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),某時(shí)刻物塊獲得一初速度v0開始向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)距離x后停止。已知物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,此過程中物塊與地面之間由于摩擦產(chǎn)生的熱量為( )
A.μmgx B. mv1220C.μ(mg-Bqv0)x D. mv12-μmgx20發(fā)布:2025/1/6 0:30:5組卷:62引用:3難度:0.5 -
2.一質(zhì)量為m的物體放在傾角為θ且足夠長(zhǎng)的光滑固定斜面上,初始位置如圖甲所示,在平行于斜面向上的力F的作用下由靜止開始沿斜面運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中物體的機(jī)械能E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示.其中0~x1過程的圖線是曲線,x1~x2過程的圖線是平行于x軸的直線,則下列說法正確的是( )
A.在0~x1的過程中,物體向下運(yùn)動(dòng) B.在0~x1的過程中,物體的加速度一直增大 C.在0~x2的過程中,速度最大值只能在0~x1之間的某位置 D.在x1~x2的過程中,物體的速度大小不變 發(fā)布:2024/12/16 13:0:4組卷:152引用:1難度:0.5 -
3.如圖1所示,固定的粗糙斜面長(zhǎng)為10m,一小滑塊自斜面頂端由靜止開始沿斜面下滑的過程中,小滑塊的動(dòng)能Ek隨位移x的變化規(guī)律如圖2所示,取斜面底端為重力勢(shì)能的參考平面,小滑塊的重力勢(shì)能Ep隨位移x的變化規(guī)律如圖3所示,重力加速度g=10m/s2.根據(jù)上述信息可以求出( )
A.斜面的傾角 B.小滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) C.小滑塊下滑的加速度的大小 D.小滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小 發(fā)布:2024/12/22 9:30:3組卷:547引用:10難度:0.9
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