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在消防演習(xí)中，消防隊員從一根豎直的長直輕繩上由靜止滑下，經(jīng)一段時間落地．為了獲得演習(xí)中的一些數(shù)據(jù)，以提高訓(xùn)練質(zhì)量，研究人員在輕繩上端安裝一個力傳感器并與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，用來記錄消防隊員下滑過程中輕繩受到的拉力與消防隊員重力的比值隨時間變化的情況．已知某隊員在一次演習(xí)中的收集的數(shù)據(jù)如圖所示，g取10m/s²．
（1）求該消防隊員在下滑過程中的最大速度和落地速度各是多少？
（2）消防隊員在下滑過程的總位移？

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在消防演習(xí)中，消防隊員從一根豎直的長直輕繩上由靜止滑下，經(jīng)一段時間（2.5s）落地．為了獲得演習(xí)中的一些數(shù)據(jù)，以提高訓(xùn)練質(zhì)量，研究人員在輕繩上端安裝一個力傳感器并與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，用來記錄消防隊員下滑過程中輕繩受到的拉力與消防隊員重力的比值隨時間變化的情況．已知某隊員在一次演習(xí)中的數(shù)據(jù)如圖所示，求該消防隊員在下滑過程中的最大速度和落地速度各是多少？（取g=10m/s²）

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一

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

C

C

A

B

BD

AD

CD

BD

BD

ABD

B

AC

二

13．（1）將玻璃板放在盤上，用筆畫出油膜的形狀(2分)  (3分)

（2）（1）1.00m/s，2.50m/s；（各1分）           （2）5.25J，5.29J（各2分）

14． （6分）

15題．（共8分）

解：該隊員先在t₁=1s時間內(nèi)以a₁勻加速下滑．

然后在t₂=1.5s時間內(nèi)以a₂勻減速下滑．

第1s由牛頓第二定律得：mg－F₁=ma₁                   

所以a₁==4m/s²                                  （2分）

最大速度v_m=a₁t₁                                      

代入數(shù)據(jù)解得：v_m=4m/s                                 （2分）

后1.5s由牛頓第二定律得：F₂－mg=ma₂                  

a₂==2m/s²                                       （2分）

隊員落地時的速度v=v_m－a₂t₂                              

代入數(shù)據(jù)解得：v=1m/s                                   （2分）

16（8分）題將運動員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點，從高處下落，剛接觸網(wǎng)時的速度的大小

 　　　　①                （2分）

 　　彈跳后到達(dá)的高度為，剛離網(wǎng)時的速度的大小

 　　　�、�              （2分）

 　　接觸過程中運動員受到向下的重力mg和網(wǎng)向上的彈力F。選取豎直向上為正方向，由動量定理，得　�、�              （3分）

　　由以上三式解得

　　代入數(shù)值得　　         （1分）

17．（12分）

(1)mv₀=2mv_A…………………………（3分）     v_A =v₀……………………（1分）

(2)qE=2mv²_A /r………………………………………………………………（2分）

E= ……………………………………………………………（1分）

E的方向是: 豎直向上………………………………………………（1分）

(3)在AB過程中應(yīng)用動能定理有：   qE?2r-2mg?2r=E_kB-?2mv²_共…………………（3分）

∴E_kB=mv²₀-4mgr………………………………………………………（1分）

18．（12分）參考解答：

（1）開始時彈簧形變量為，

由平衡條件：   ①…………… （1分）

設(shè)當(dāng)A剛離開檔板時彈簧的形變量為：

由：  ②…………………………（1分）

故C下降的最大距離為：  ③…………………………（2分）

由①～③式可解得    ④………………………… （2分）

（2）由能量守恒定律可知：C下落h過程中，C重力勢能的的減少量等于B的電勢能的增量和彈簧彈性勢能的增量以及系統(tǒng)動能的增量之和

當(dāng)C的質(zhì)量為M時：    ⑤………………（2分）

當(dāng)C的質(zhì)量為2M時，設(shè)A剛離開擋板時B的速度為V

 ⑥ ……………（2分）

由④～⑥式可解得A剛離開P時B的速度為：

  ⑦…………………………（2分）

19題：（14分）

（1）m₁與m₂碰撞過程滿足

        mv₀=mv₁+2mv₂                                    （1分）

        mv₀²=mv₁²+2mv₂²                             （1分）

得v₁＝-（負(fù)號表示逆時針返回），v₂＝-          （2分）

（2）因為m₂=m₃=2m，與第（1）問同理可得，m₂運動到C處與m₃碰后，兩者交換速度，即v₂^′＝0，v₃＝＝v₂                                           （2分）

所以m₃以的速度順時針由C向A運動，與m₁逆時針返回，

因為v₂=v₃=2v₁， +=2

所以m₃和m₁同時到達(dá)A點并進(jìn)行碰撞。            （2分）

（3）m₃和m₁碰撞過程滿足

2m-m=m v₁^′+2m v₃^′

2m()²+m()²=m v₁^′2+2m v₃^′2                     

解之得v₁^′＝v₀，v₃^′＝0（另一解v₁^′＝-，v₃^′＝，這表示互相穿過去，不可能，所以舍去）即碰后m₃停止，m₁以v₀再次順時針運動。         （4分）

m₁和m₂第一次相碰后，返回A點的時間t₁==

m₁和m₃在A處碰后，m₁以v₀返回到C的時間t₂=＝

從m₁和m₃在第一次相碰，到m₁和m₂第二次相碰經(jīng)歷的總時間

t= t₁+ t₂=                                      （2分）