11.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW,質(zhì)量為5t,汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力大小恒為車重的0.1倍.(g取10m/s2)求:
(1)若汽車以額定功率啟動(dòng),則汽車所能達(dá)到的最大速度是多少?當(dāng)汽車速度達(dá)到5m/s時(shí),其加速度是多少?
(2)若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動(dòng),則這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?這個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做了多少功?

分析 (1)當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),速度最大,根據(jù)P=Fv=fv求出最大速度.根據(jù)P=Fv求出速度為5m/s時(shí)的牽引力,通過(guò)牛頓第二定律求出加速度的大。
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出牽引力的大小,從而根據(jù)P=Fv求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度,結(jié)合速度時(shí)間公式求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)維持的時(shí)間.根據(jù)位移公式求出位移,再由動(dòng)能定理求解牽引力做的功.

解答 解:(1)汽車以額定功率啟動(dòng),當(dāng)a=0時(shí),v達(dá)到最大值vm.此時(shí)牽引力與阻力大小相等,即有F=f.
由P=Fvm,得 vm=$\frac{P}{f}$=$\frac{P}{0.1mg}$=$\frac{6×1{0}^{4}}{0.1×5×1{0}^{3}×10}$m/s=12m/s.
當(dāng)速度為5m/s時(shí),牽引力為 F=$\frac{P}{v}$=$\frac{6×1{0}^{4}}{5}$N=1.2×104N.
則加速度為 a=$\frac{F-f}{m}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}-0.1×5×1{0}^{3}×10}{5×1{0}^{3}}$m/s2=1.4m/s2
(2)設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的最大為v′,由P=Fv′,F(xiàn)-f=ma′得,P=(f+ma)v′
則 v′=$\frac{P}{f+ma}$=$\frac{6×1{0}^{4}}{5×1{0}^{3}+5×1{0}^{3}×0.5}$m/s=8m/s.
勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t=$\frac{v′}{a′}$=$\frac{8}{0.5}$s=16s.
勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移為 x=$\frac{v′}{2}t$=$\frac{8}{2}×16$m=64m
根據(jù)動(dòng)能定理得:W-fx=$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$
則知發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功為 W=fx+$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$=5×103×64+$\frac{1}{2}×5×1{0}^{3}×{8}^{2}$=4.8×105J
答:
(1)汽車能達(dá)到的最大速度為12m/s,當(dāng)汽車速度達(dá)到5m/s時(shí),其加速度是1.4m/s2
(2)若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動(dòng),則這一過(guò)程能維持16s.這個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做了4.8×105J的功.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道功率與牽引力、速度的關(guān)系,知道牽引力等于阻力時(shí),速度最大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.如圖所示,一根直桿由粗細(xì)相同的兩段構(gòu)成,其中AB段為長(zhǎng)x1=5m的粗糙桿,BC段為長(zhǎng)x2=1m的光滑桿.將桿與水平面成53°角固定在一塊彈性擋板上,在桿上套一質(zhì)量m=0.5kg、孔徑略大于桿直徑的圓環(huán).開(kāi)始時(shí),圓環(huán)靜止在桿底端A.現(xiàn)用沿桿向上的恒力F拉圓環(huán),當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)撤去F,圓環(huán)剛好能到達(dá)頂端C,然后再沿桿下滑.已知圓環(huán)與AB段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,g=10m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.試求:
(1)請(qǐng)畫(huà)出圓環(huán)從A上滑到B過(guò)程中的受力示意圖;
(2)拉力F的大;
(3)若不計(jì)圓環(huán)與擋板碰撞時(shí)的機(jī)械能損失,從圓環(huán)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終靜止的過(guò)程中在粗糙桿上所通過(guò)的總路程.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.如圖所示,在xoy平面內(nèi)的y軸左側(cè)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),y軸右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),y軸為勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的理想邊界.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)從x軸上的N點(diǎn)(-L,0)以v0沿x軸正方向射出.已知粒子經(jīng)y軸的M點(diǎn)(0,-$\frac{L}{2}$)進(jìn)入磁場(chǎng),若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{16m{v}_{0}}{11qL}$.求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(2)若粒子離開(kāi)電場(chǎng)后,y軸左側(cè)的電場(chǎng)立即撤去,通過(guò)計(jì)算判斷粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后到達(dá)x軸的位置是在N點(diǎn)的左側(cè)還是右側(cè)?
(3)若粒子離開(kāi)電場(chǎng)后,y軸左側(cè)的電場(chǎng)立即撤去.要使粒子能回到N點(diǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)改為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.下列說(shuō)法中,正確的是( 。
A.質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其位移大小和路程一定相等
B.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),某段時(shí)間內(nèi)位移的大小一定小于路程?
C.兩個(gè)位移相同的質(zhì)點(diǎn),它們所通過(guò)的路程一定相等
D.兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)相同的路程,它們的位移大小一定相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

6.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的計(jì)時(shí)儀器,實(shí)驗(yàn)室使用我國(guó)民用電時(shí),每隔0.02秒打一次點(diǎn),在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,如圖所示為某次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),則相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s.根據(jù)紙帶上所給出的數(shù)據(jù),計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度,得vB=0.8m/s,AD段的平均速度${\overline V_{AD}}$=0.9 m/s.加速度a=2m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.如圖所示,OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面,OD為直徑,一束由紅光和紫光組成的復(fù)色光沿AO方向從真空斜射入玻璃,B、C點(diǎn)為兩單色光的射出點(diǎn)(設(shè)光線在B、C處未發(fā)生全反射).已知從B點(diǎn)射出的單色光由O到B的傳播時(shí)間為t.
①若OB、OC兩束單色光在真空中的波長(zhǎng)分別為λB、λC,試比較λB、λC的大小.
②求從C點(diǎn)射出的單色光由O到C的傳播時(shí)間tC

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

3.利用圖(甲)裝置可以測(cè)量重錘下落的加速度的數(shù)值.如圖(乙)所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出點(diǎn)A、C間的距離為S1,點(diǎn)C、E間的距離為S2,交流電的周期為T,

(1)則根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為:a=$\frac{{({S_2}-{S_1})}}{{4{T^2}}}$.
(2)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能,其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落過(guò)程中存在著阻力的作用,我們可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定該阻力的大。粢阎(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,還需要測(cè)量的物理量是重錘質(zhì)量m(寫(xiě)出名稱和符號(hào)),重錘在下落過(guò)程中受到的平均阻力的大小F=m$[{g-\frac{{({S_2}-{S_1})}}{{4{T^2}}}}]$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.小李講了一個(gè)龜兔賽跑的故事,按照小李講的故事情節(jié),兔子和烏龜在比賽過(guò)程中的位移-時(shí)間圖象如圖所示,由圖可知(  )
A.兔子和烏龜是同時(shí)同地出發(fā)
B.兔子和烏龜在比賽途中相遇過(guò)兩次
C.烏龜做的是勻速直線運(yùn)動(dòng),兔子是沿著折線跑的
D.兔子先通過(guò)預(yù)定位移到達(dá)終點(diǎn)X3位置

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.如圖甲所示,一固定在地面上的足夠長(zhǎng)斜面,傾角為37°物體A放在斜面底端擋板處,通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)繩跨過(guò)光滑輕質(zhì)滑輪與物體B相連接,B的質(zhì)量M=1kg,繩繃直時(shí)B離地面有一定高度.在t=0時(shí)刻,無(wú)初速釋放B,由固定在A上的速度傳感器得到的數(shù)據(jù)繪出的A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示,若B落地后不反彈,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)B下落的加速度大小a.
(2)A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,繩的拉力對(duì)A做的功W.
(3)A(包括傳感器)的質(zhì)量m及A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.

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同步練習(xí)冊(cè)答案