在2012年元旦晚會上，河北雜技團表演了雜技“大球扛桿”。在一個大球上豎立一根直桿,演員在直桿上做了精彩表演。如圖所示.假設直桿與大球之間有一壓力傳感器.一個質量為50kg的演員勻速向上運動時傳感器顯示壓力為600N；演員從直桿最上端由靜止開始向下勻加速運動一段時間后又勻減速運動一段時間速度減小到零,靜止在距直桿底端1/3處。已知在演員向下運動時傳感器顯示的最大壓力為700N，最小壓力為500N，直桿長度為12m，g取10m/s2。求：

(1)直桿的質量；
(2)演員下降過程中加速、減速的加速度；
(3)演員向下運動的平均速度。

(1) 10kg. (2) 均為2m/s2，方向相反 (3) 2m/s.

解析試題分析：(1)設直桿質量為m0，由牛頓第三定律，傳感器顯示壓力等于大球對直桿的支持力．由平衡條件：m0g＋mg＝F0     解得m0＝F0/g－m＝10kg.
(2)設演員向下運動的加速度為a，由牛頓第三定律，傳感器顯示的最大壓力F1＝700N等于大球對直桿的最大支持力,對直桿，由平衡條件得演員到直桿向下的摩擦力f1＝F1－m0g＝600N
由牛頓第三定律，直桿對演員向上的摩擦力等于600N
對演員，由牛頓第二定律：f1－mg＝ma1
解得勻減速向下運動的加速度大小為a1＝2m/s2
由牛頓第三定律，傳感器顯示的最小壓力F2＝500N等于大球對直桿的最小支持力
對直桿，由平衡條件得演員對直桿向下的摩擦力f2＝F2－m0g＝400N
由牛頓第三定律，直桿對演員向上的摩擦力等于400N
對演員，由牛頓第二定律：mg－f2＝ma2
解得勻加速向下運動的加速度大小為a2＝2m/s2
演員下降過程中加速、減速的加速度大小均為2m/s2，方向相反。
（3）由第(2)問知演員勻加速運動和勻減速運動加速度大小相等，設演員加速運動時間為t，由題述可知
4＝at2，解得t＝2s
演員向下運動的最大速度vm＝at＝4m/s
演員向下運動的平均速度v＝vm/2＝2m/s.
考點：此題考查牛頓第二、第三定律及運動公式。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

一輛值勤的警車停在直公路邊，當警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以的速度勻速行駛的貨車有違章行為時，決定去追趕，經(jīng)警車發(fā)動起來，以加速度做勻加速運動，試問：
（1）在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是多少？
（2）若警車能達到的最大速度是，達到最大速度后勻速運動。則警車發(fā)動起來后至少要多長的時間才能追上違章的貨車？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，質量M＝10kg、上表面光滑的足夠長的木板在F＝50N的水平拉力作用下，以初速度v0＝5m／s沿水平地面向右勻速運動．現(xiàn)有足夠多的小鐵塊，它們的質量均為m＝1kg，將一鐵塊無初速地放在木板的最右端，當木板運動了L＝1m時，又無初速度地在木板的最右端放上第2塊鐵塊，只要木板運動了L就在木板的最右端無初速度放一鐵塊．（取g＝10m／s2）試問：

（1）第1塊鐵塊放上后，木板運動了L時，木板的速度多大?（結果可帶有根號）
（2）最終木板上放有多少塊鐵塊?
（3）最后一塊鐵塊與木板右端距離多遠?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）在公路的十字路口, 紅燈攔停了很多汽車, 攔停的汽車排成筆直的一列, 最前面的一輛汽車的前端剛好與路口停車線相齊, 相鄰兩車的前端之間的距離均為l =" 6.0" m，若汽車起動時都以a =2.5m/s2 的加速度作勻加速運動, 加速到v="10.0" m/s 后做勻速運動通過路口。該路口亮綠燈時間t =" 40.0" s, 而且有按倒計時顯示的時間顯示燈。 另外交通規(guī)則規(guī)定：原在綠燈時通行的汽車，紅燈亮起時, 車頭已越過停車線的汽車允許通過。請解答下列問題：
（1）若綠燈亮起瞬時，所有司機同時起動汽車，問有多少輛汽車能通過路口？
（2）第(1)問中, 不能通過路口的第一輛汽車司機，在時間顯示燈剛亮出“3”時開始剎車做勻減速運動, 結果車的前端與停車線相齊時剛好停下, 求剎車后汽車加速度大小。
（3）事實上由于人反應時間的存在, 綠燈亮起時不可能所有司機同時起動汽車。現(xiàn)假設綠燈亮起時，第一個司機遲后Dt=0.90s起動汽車，后面司機都比前一輛車遲后0. 90s起動汽車，在該情況下，有多少輛車能通過路口？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖是利用傳送帶裝運煤塊的示意圖．其中，傳送帶足夠長，傾角θ＝37°，煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.8，傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等，主動輪軸頂端與運煤車底板間的豎直高度H＝1.8m，與運煤車車箱中心的水平距離x＝1.2m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質點)，煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運動，后與傳送帶一起做勻速運動，到達主動輪時隨輪一起勻速轉動．使煤塊在輪的最高點恰好水平拋出并落在車箱中心，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

(1)傳送帶勻速運動的速度v
(2)主動輪和從動輪的半徑R；
(3)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與傳送帶速度相同所經(jīng)過的時間t.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，在水平地面MN上方空間存在一垂直紙面向里、磁感應強度B ="1.0T的有界勻強磁場區(qū)域，上邊界EF距離地面的高度H" =" 0.7m。正方形金屬線框abcd的質量m" = 0.1kg、邊長L = 0.1m，總電阻R =" 0.02Ω，線框的ab邊距離EF上方h" = 0.2m處由靜止開始自由下落，abcd始終在豎直平面內且ab保持水平。求線框從開始運動到ab邊剛要落地的過程中（g取10m/s2)：

⑴線框產生的焦耳熱Q；
⑵通過線框截面的電量q；
⑶通過計算畫出線框運動的v-t 圖象。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）駕駛證考試中的路考，在即將結束時要進行目標停車，考官會在離停車點不遠的地方發(fā)出指令，要求將車停在指定的標志桿附近，終點附近的道路是平直的，依次有編號為A、B、C、D、E的五根標志桿，相鄰桿之間的距離△L=16.0m。一次路考中，學員甲駕駛汽車，學員乙坐在后排觀察并記錄時間，學員乙與車前端面的距離為△s=2.0m。假設在考官發(fā)出目標停車的指令前，汽車是勻速運動的，當學員乙經(jīng)過O點考官發(fā)出指令：“在D標志桿目標停車”，發(fā)出指令后，學員乙立即開始計時，學員甲需要經(jīng)歷 △t=0.5s的反應時間才開始剎車，開始剎車后汽車做勻減速直線運動，直到停止。學員乙記錄下自己經(jīng)過B、C桿時的時刻tB=5.50s，tC=7.50s。已知O、A間的距離LOA=69m。求：

（1）剎車前汽車做勻速運動的速度大小v0及汽車開始剎車后做勻減速直線運動的加速度大小a；
（2）汽車停止運動時車頭前端面離D的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）交管部門強行推出了“電子眼”，機動車違規(guī)現(xiàn)象大幅度減少．現(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，行駛速度v0均為54km/h．當兩車快要到十字路口時，甲車司機看到紅燈亮起，于是緊急剎車，乙車司機看到甲車剎車后也緊急剎車（乙車司機的反應時間=0.4s，反應時間內視為勻速運動）．已知甲車、乙車緊急剎車時產生的加速度大小分別為、．
（1）若甲司機看到紅燈時車頭距警戒線，要避免闖紅燈，他的反應時間不能超過多少？
（2）乙車剎車后經(jīng)多長時間速度與甲車相等？
（3）為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，甲、乙兩車剎車前的距離x0至少多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

在建筑裝修中，工人用質量為＝5.0 kg的磨石A對傾角θ＝37°的斜壁進行打磨，A與斜壁之間的動摩擦因數(shù)μ＝O.5，如圖所示，當對A加豎直向上推力F＝60 N時，則磨石A從靜止開始沿斜壁向上運動2 m（斜壁長2 m）所需時間為多少？（g取10 m/s2，sin37°＝O.6，cos37°＝0.8）

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