Question

【題目】蹦極運動簡化后與下列情景相似:如圖甲所示，彈性細繩的一端固定在O點，另一端系著一個小球，小球從O點釋放后上下往復(fù)運動.假設(shè)空氣阻力忽略不計.

(1)圖乙是小球下落速度v與下落距離h的關(guān)系圖像，由圖像可知:當(dāng)小球豎直下落到最低點時，動能為____J，下落的最大距離為_______m.

(2)圖丙是彈性細繩彈力F與小球下落距離h的關(guān)系圖像，由圖像可知:彈性細繩原長為_______m.

(3)小球重力為_________N，小球從O點釋放到下落至最低點過程中，重力做功________J.

(4)如果考慮空氣阻力，小球最終會停在O點下方的某個位置，則小球最終停在h=_____m的位置.

Answer 1

【答案】0 2,5 1.2 4 6 1.5

【解析】

(1)分析圖乙可知小球下落的最大距離，小球下落到最低點時小球速度為0，小球動能為0；

(2)由圖丙知，彈力F為0時繩的長度，即彈性細繩原長；

（3）由圖乙知，速度最大時，高度為1.5m，此時拉力等于重力，據(jù)此可得小球重力，在由:W=Fs求重力做的功；

(4)小球最終停止時，處于平衡狀態(tài)，拉力等于重力，據(jù)此可知此時繩長。

(1)由圖乙知，小球下落的最大距離為2.5m，此時小球下落到最低點，小球速度為0，則小球動能為0J；

(2)由圖丙知，彈性細繩彈力F為0，繩的長度為1.2m,故彈性細繩原長為1.2m；

（3）由圖乙知，速度最大時，高度為1.5m，因為小球在下落過程中先做加速運動，當(dāng)拉力等于重力時，合力為0，速度達到最大，然后做減速運動，故當(dāng)下落高度為1.5m時，速度最大，拉力等于重力，由圖丙知，h=1.5m時，拉力F=4N，因此小球重力為4N；小球從O點釋放到下落至最低點過程中，重力做功:W=Fs=4N1.5m=6J;

(4)小球最終停止時，處于平衡狀態(tài)，受平衡力，即拉力等于重力，故小球最終停在h=1.5m的位置；