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2.動(dòng)車(chē)組列車(chē)是由幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)廂(動(dòng)車(chē))和幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)廂(拖車(chē))編成一組.某興趣小組在模擬實(shí)驗(yàn)中用4節(jié)小動(dòng)車(chē)和4節(jié)小拖車(chē)組成動(dòng)車(chē)組,總質(zhì)量為m=2kg,每節(jié)動(dòng)車(chē)可以提供P0=3W的額定功率.開(kāi)始時(shí)動(dòng)車(chē)組先以恒定加速度a=1m/s2啟動(dòng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到額定功率后保持功率不變?cè)僮鲎兗铀僦本€運(yùn)動(dòng),直至動(dòng)車(chē)組達(dá)到最大速度vm=6m/s并開(kāi)始勻速行駛.行駛過(guò)程中所受阻力恒定.
(1)求動(dòng)車(chē)組所受阻力大��;求勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
(2)動(dòng)車(chē)組變加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的時(shí)間為10s,求變加速運(yùn)動(dòng)的位移.

分析 (1)動(dòng)車(chē)組先勻加速、再變加速、最后勻速;動(dòng)車(chē)組勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)P=Fv和平衡條件求解摩擦力,再利用P=Fv求出動(dòng)車(chē)組恰好達(dá)到額定功率的速度,即勻加速的末速度,再利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律即可求出求勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)對(duì)變加速過(guò)程運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理,即可求出求變加速運(yùn)動(dòng)的位移.

解答 解:(1)設(shè)動(dòng)車(chē)組在運(yùn)動(dòng)中所受阻力為f,動(dòng)車(chē)組的牽引力為F,
動(dòng)車(chē)組以最大速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí):F=f
動(dòng)車(chē)組總功率:P=Fvm
因?yàn)橛?節(jié)小動(dòng)車(chē),故:P=4P0
聯(lián)立解得:f=2N 
設(shè)動(dòng)車(chē)組在勻加速階段所提供的牽引力為F?,勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v?,
由牛頓第二定律有:F?-f=ma  
動(dòng)車(chē)組總功率:P=F?v?  
運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:v?=at1
解得勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t1=3s  
(2)設(shè)動(dòng)車(chē)組變加速運(yùn)動(dòng)的位移為x,
根據(jù)動(dòng)能定理:Pt-fx=12mv2m-12mv2
解得:x=46.5m 
答:(1)動(dòng)車(chē)組所受阻力大小為2N;勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為3s.
(2)動(dòng)車(chē)組變加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的時(shí)間為10s,變加速運(yùn)動(dòng)的位移為46.5m.

點(diǎn)評(píng) 本題考查機(jī)車(chē)啟動(dòng)模型中牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律以及動(dòng)能定理的綜合運(yùn)用,解題關(guān)鍵是要分好過(guò)程,明確每一個(gè)過(guò)程中機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型,再選擇合適的規(guī)律解題,第(2)問(wèn)在變加速的過(guò)程中,牽引力是變力但功率恒定,故用W=Pt去表示牽引力做功.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

12.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為2R,其一端固定在傾角為370的固定直軌道AC的底端A處,另一端位于直軌道上B處,彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài).直軌道與一半徑為R的光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn),AC=7R,A、B、C、D均在同一豎直平面內(nèi).質(zhì)量為m的小物塊P自C點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,最低到達(dá)E點(diǎn)(未畫(huà)出),隨后P沿軌道被彈回,最高到達(dá)F點(diǎn),AF=4R.已知P與直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,重力加速度大小為g.(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求P第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的大�。�
(2)求P運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能;
(3)改變物塊P的質(zhì)量,將P推至E點(diǎn),從靜止開(kāi)始釋放.P到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力為重力的0.2倍,求P運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后小物塊P的質(zhì)量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

13.如圖所示,靜止在光滑水平地面上的平板車(chē),質(zhì)量M=4kg,其上表面離水平地面的高度h=1.25m.在離平板車(chē)左端B點(diǎn)L=2.25m的P點(diǎn)放置一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小物塊,它與平板車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.某時(shí)刻對(duì)平板車(chē)施加一水平向右的恒力F=18N,一段時(shí)間后小物塊脫離平板車(chē)落到地面上(取g=10m/s2)求:
(1)小物塊從離開(kāi)平板車(chē)至落到地面上所需時(shí)間;
(2)小物塊落到地面時(shí)平板車(chē)的速度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

10.跳水運(yùn)動(dòng)員在空中自由下落過(guò)程中,以下判斷正確的是( �。�
A.運(yùn)動(dòng)員的重力消失了B.運(yùn)動(dòng)員處于平衡狀態(tài)
C.運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)D.運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.圖表示電流磁場(chǎng)或磁鐵磁場(chǎng)的磁感線分布示意圖,其中正確的是( �。�
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

7.如圖所示,斜面AB和水平面BC相交于B點(diǎn),CED是豎直放置的半徑為R=0.1m的光滑半圓軌道,CD與BC相切于C點(diǎn),E點(diǎn)與圓心O點(diǎn)等高.質(zhì)量為m的小球從斜面上離水平面h高處由靜止釋放,經(jīng)過(guò)水平面后沖上半圓軌道,小球完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)D點(diǎn)后水平飛出,落在水平地面上,落點(diǎn)到C點(diǎn)的距離為d.現(xiàn)改變高度h的大小并確保每次都由靜止釋放小球,測(cè)出對(duì)應(yīng)的d的大小,通過(guò)數(shù)據(jù)分析得出了d和h的函數(shù)d2=0.64h-0.8,已知斜面與水平面的夾角為θ,BC長(zhǎng)為x=4m,小球與斜面和水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,取g=10m/s2.求:

(1)斜面的傾角和小球與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)如果讓小球進(jìn)入半圓軌道后不脫離半圓軌道,求h的取值范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

14.如圖所示,平臺(tái)上的小球從A點(diǎn)水平拋出,恰能無(wú)碰撞地進(jìn)入光滑的BC斜面,經(jīng)C點(diǎn)進(jìn)入光滑平面CD時(shí)速率不變,最后進(jìn)入懸掛在O點(diǎn)下方并與水平面等高的輕質(zhì)弧形筐內(nèi);已知小球質(zhì)量為m=1kg,A、B兩點(diǎn)高度差h=0.8m,BC斜面高2h=1.6m,傾角α=45°,懸掛弧筐的輕繩長(zhǎng)為l=3h=2.4m,小球看成質(zhì)點(diǎn),輕質(zhì)筐的重量忽略不計(jì),弧形輕質(zhì)筐的大小遠(yuǎn)小于懸線長(zhǎng)度,重力加速度為g=10m/s2,試求:
(1)B點(diǎn)與拋出點(diǎn)A的水平距離x;
(2)小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的速度vc大小
(3)若繩子最大的承受力為100N,請(qǐng)分析小球進(jìn)入弧形筐后輕繩會(huì)不會(huì)斷?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

11.如圖所示,BC是半徑為R=lm的豎直面內(nèi)的圓弧軌道,軌道末端C在圓心O的正下方,∠BOC=60°,將質(zhì)量為m=lkg的小球,從與O等高的A點(diǎn)水平拋出,小球恰好從B點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道,由于小球與圓弧之間有摩擦,能夠使小球從B到C做速率不變的運(yùn)動(dòng),重力加速度大小為g=l0m/s2,則下列說(shuō)法正確的( �。�
A.從B到C,小球受到的合力不為零
B.從B到C,小球克服摩擦力做功為5J
C.從A到B的過(guò)程中.小球的動(dòng)量變化率不變;從B到C的過(guò)程中,軌道對(duì)小球的支持力大小不變
D.A、B兩點(diǎn)間的距離為712m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.如圖所示,大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m,擺長(zhǎng)相同,并排懸掛,平衡時(shí)兩擺球剛好接觸.現(xiàn)將擺球a向左拉開(kāi)一個(gè)小角度后釋放.若兩擺球的碰撞是彈性的,下列判斷正確的是(  )
A.第一次碰撞后的瞬間,兩擺球的速度相同
B.第一次碰撞后的瞬間,兩擺球的動(dòng)量大小相等
C.第一次碰撞后,兩擺球的最大擺角不相同
D.發(fā)生第二次碰撞時(shí),兩擺球在各自的平衡位置

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