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4．為拍攝鳥類活動，攝影師用輕繩將質量為2.0kg的攝像機跨過樹枝，懸掛于離地面8.5m高的B點，繩子另一端連著沙袋，并將沙袋控制在地面上的A點，某時刻，沙袋突然失控，當沙袋水平滑動到較長的斜坡底端C點時，攝像機下落到距地面5.0m高的D點，斜坡傾角為37°，此時細繩與斜面平行，最終攝像機恰好沒有撞擊地面，不計細繩與樹枝間的摩擦，g取10m/s2；
（1）若從D點開始下落過程，輕繩的拉力大小為23.2N，求攝像機在D點時的速度大小；
（2）若沙袋與斜面間的動摩擦因數為0.175，求沙袋質量M及攝影機下落全過程中，系統(tǒng)克服摩擦阻力所做的功（不計C處的能量損失，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

分析 （1）攝像機從D點開始下落過程，根據牛頓第二定律列式求解加速度，由D到地面根據速度與位移的關系求解速度；
（2）沙袋在斜坡運動過程，根據牛頓第二定律列式求解質量；對系統(tǒng)，從B點到地面，全過程由功能關系可求解克服摩擦力做的功．

解答 解：（1）攝像機從D點開始下落過程，根據牛頓第二定律有：
T-mg=ma
解得：a=1.6m/s2
由D到地面：0-${v}_{D}^{2}$=-2ah
解得：vD=4m/s
（2）沙袋在斜坡運動過程，根據牛頓第二定律有：Mgsinθ+μMgcosθ-T=Ma  
解得：M=4kg
從B點到地面，對系統(tǒng)，全過程由功能關系可知：Wf=mgH-Mghsin37°
解得：Wf=50J
答：（1）攝像機在D點時的速度大小為4m/s；
（2）沙袋質量M為4kg，攝影機下落全過程中，系統(tǒng)客服摩擦阻力所做的功為50J．

點評 本題主要考查了牛頓第二定律、功能關系的應用，根據牛頓第二定律和運動學公式結合求解加速度、速度，此類體要選好合適的對象和過程分析．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

1．某同學做測繪“2.5V，0.5A”小燈泡的伏安特性曲線的實驗，實驗電路圖如圖甲所示，圖乙為實物連線圖．
（1）對照甲、乙兩圖，導線①應連接a（填“a”或“b”），導線②應連接b（填“c”或“d”），開關閉合前，變阻器滑片應該在d端（填“b”或“c”）．
（2）某次測量時，電壓表、電流表讀數如圖丙所示，則U=1.60V，I=0.50A．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．如圖所示，一輕質彈簧固定在光滑桿的下端，彈簧的中心軸線與桿重合，桿與水平面間的夾角始終θ=60°，質量為m的小球套在桿上，從距離彈簧上端O點的距離為2x0的A點靜止釋放，將彈簧壓至最低點B，壓縮量為x0，不計空氣阻力，重力加速度為g．下列說法正確的是（　�。�
A．小球從接觸彈簧到將彈簧壓至最低點B的過程中，其加速度一直減小
B．小球運動過程中最大動能可能為mgx0
C．彈簧勁度系數大于$\frac{{\sqrt{3}mg}}{{2{x_0}}}$
D．彈簧最大彈性勢能為$\frac{{3\sqrt{3}}}{2}mg{x_0}$

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

12．如圖所示，AD與A1D1為水平放置的無限長平行金屬導軌，DC與D1C1為傾角為θ=37°的平行金屬導軌，兩組導軌的間距均為l=1.5m，導軌電阻忽略不計．質量為m1=0.35kg、電阻為R1=1Ω的導體棒ab置于傾斜導軌上，質量為m2=0.4kg、電阻為R2=0.5Ω的導體棒cd置于水平導軌上，輕質細繩跨過光滑滑輪一端與cd的中點相連、另一端懸掛一輕質掛鉤．導體棒ab、cd與導軌間的動摩擦因數相同，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=2T．初始時刻，棒ab在傾斜導軌上恰好不下滑．（g取10m/s2，sin37°=0.6）
（1）求導體棒與導軌間的動摩擦因數μ；
（2）在輕質掛鉤上掛上物體P，細繩處于拉伸狀態(tài)，將物體P與導體棒cd同時由靜止釋放，當P的質量不超過多大時，ab始終處于靜止狀態(tài)？（導體棒cd運動過程中，ab、cd一直與DD1平行，且沒有與滑輪相碰．）
（3）若P的質量取第（2）問中的最大值，由靜止釋放開始計時，當t=1s時cd已經處于勻速直線運動狀態(tài)，求在這1s內ab上產生的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．如圖所示是研究光電效應的實驗裝置，說法正確的是（　�。�
A．光電效應中，從金屬逸出的光電子就是光子
B．圖中為使電流表的示數減小為零應將觸頭P向b端移動
C．用頻率為ν1的光照射光電管，改變滑片位置當電流表示數減為零時電壓表示數U1，用頻率為ν2的光照射光電管，電流表示數減為零時電壓表示數U2，可得普朗克常量h=$\frac{{e（{U_1}-{U_2}）}}{{{ν_1}-{ν_2}}}$（e為電子的電量）
D．光電效應說明光具有粒子性康普頓效應說明光具有波動性

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

9．如圖所示，一輕質彈簧的一端固定在滑塊B上，另一端與滑塊C接觸但未連接，該整體靜止放在離地面高為H=5m的光滑水平桌面上．現有一滑塊A從光滑曲面上離桌面h=1.8m高處由靜止開始滑下，與滑塊B發(fā)生碰撞并粘在一起壓縮彈簧推動滑塊C向前運動，經一段時間，滑塊C脫離彈簧，繼續(xù)在水平桌面上勻速運動一段時間后從桌面邊緣飛出．已知mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求：
（1）滑塊A與滑塊B碰撞結束瞬間的速度和二者的共同速度
（2）滑塊C落地點與桌面邊緣的水平距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

16．下列有關原子結構和原子核的認識，其中正確的是（　�。�
A．β粒子帶負電，所以β射線有可能是核外電子
B．氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大，電勢能減少
C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的輕核聚變
D．${\;}_{83}^{210}$Bi的半衰期是5天，20個${\;}_{83}^{210}$Bi經過10天后還剩下5個

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

13．如圖甲所示是某同學用水平氣墊導軌探究“測量瞬時速度”的實驗裝置，他將光電門固定在導軌上的 B 點，吊盤（含金屬片）通過細線與滑塊相連，滑塊上固定一遮光條．實驗中每次滑塊都從導軌上的同一位置A由靜止釋放．

（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度d（沿滑塊運動方向的長度）如圖乙所示，則d=11.70mm；
（2）用螺旋測微器測量遮光條的厚度h如圖丙所示，則h=4.225mm．
（3）若光電計時器記錄遮光條通過光電門的時間為△t，則滑塊經過光電門時的速度v=$\frac2s3vtrj{△t}$（用所測物理量的符號表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

14．如圖所示，電阻不計的導體棒AB置于光滑導軌上，處于勻強磁場區(qū)域．L1、L2為完全相同的兩個燈泡，L為自感系數無窮大、直流電阻不計的自感線圈．當導體棒AB以速度v向右勻速運動且電路達到穩(wěn)定時，L中電流為I，t1時刻棒AB突然在導軌上停止運動．設L中的電流為i（取向下為正），L1的電流為i1（取向右為正），L2的電流為i2（取向下為正）．下列電流隨時間的變化圖正確的是：（　�。�
A．B．
C．D．

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