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在某次消防演习中,消防队员从一根竖直的长杆上由静止滑下,经过2.5s落地,已知消...

在某次消防演习中,消防队员从一根竖直的长杆上由静止滑下,经过2.5s落地,已知消防队员与杆之间摩擦力F的大小与他自身重力mg的大小的比值随时间的变化如图所示,g取10m/s2.

(1)试说明消防队员在下滑过程中加速度的大小和方向是否变化?并求出相应的加速度;

(2)求消防队员在下滑过程中最大速度的大小;

(3)求消防队员落地时速度的大小。

 

(1)2m/s2 (2)4m/s (3)1m/s 【解析】(1)该队员先在t1=1s时间内,加速度方向向下,大小设为a1, 由牛顿第二定律得:mg-F1=ma1 所以a1==4m/s2 在接下来的t2=1.5s时间内,加速度方向向上,大小设为a2, 由牛顿第二定律得:F2-mg=ma2 a2==2m/s2 可见,加速度的大小和方向都发生了变化。 (2)该队员先在t1=1s时间内以a1匀加速下滑,然后在t2=1.5s时间内以a2匀减速下滑. 则最大速度vm=a1t1 代入数据解得:vm=4m/s (3)队员落地时的速度v=vm-a2t2 代入数据解得:v=1m/s  
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请你利用所学的知识对以下结论进行推理证明.

(1)木块放在水平桌面上,已知木块的重力大小为G,木块对桌面的压力大小为FN,试证明木块对桌面的压力大小等于木块的重力大小,即FN=G

(2)匀变速直线运动的位移x随时间t的变化规律为,式中v0为时间t内的初速度,a为加速度。若把这段时间的末速度设为vt,试证明这段位移x随时间t的变化规律也可以表示为.

 

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小明想估测火车运动的加速度,把火车的运动近似看作匀加速直线运动。小明站在站台上与第一节车厢前端平行,火车启动时开始计时,第4节车厢尾端通过小明时停止计时,小明记录的时间约20s,他估测一节车厢的长度约25m,利用上述数据求:

(1)火车加速度的大小;

(2)第4节车厢尾端通过小明时火车速度的大小.

 

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如图所示,悬挂在天花板下重60N的小球,在恒定的水平风力作用下静止在偏离竖直方向θ=30°的位置。求:

(1)水平风力的大小.

(2)绳子拉力的大小.

 

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在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,某同学采用的实验装置如下图所示,弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力大小。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L0,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度L,总共获得了6组实验数据。

(1)该同学把6组数据对应的点标在图像中,请你根据这些数据点作出FL图线;

(2)由此图线可以得出该弹簧的自然长度L0________cm,劲度系数k________ N/m(计算结果保留两位有效数字);

(3)该同学实验时把弹簧水平放置,与弹簧竖直悬挂相比较:

优点是________________________

缺点是________________________

 

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下图是某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中的一条纸带,每相邻两个计数点中间都有四个点未画出,打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,则相邻两个计数点的时间间隔是_____s,打D点时小车的速度大小是_____m/s,小车运动的加速度大小是_____m/s2

 

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