3.人騎自行車上坡,坡長l=200m,坡高h(yuǎn)=10m,人和車的總質(zhì)量為M=10kg,人蹬車時車受到的牽引力為F=100N.若在坡底時車的速度為v0=10m/s,到坡頂時的速度為4m/s,求:上坡過程中人克服阻力做了多少功?(重力加速度g取10m/s2

分析 人和自行車整體上坡過程中,受重力、支持力、牽引力和阻力,根據(jù)速度位移公式求出加速度,由牛頓第二定律求出阻力大小,再由功的公式求解即可人克服阻力做的功.

解答 解:由vt2-v02=2as1,可解得:a=-0.21m/s2
設(shè)阻力為f,則有:F-mgsinθ-f=ma
代入數(shù)據(jù)解得:100-1000×$\frac{1}{20}$-f=-100×0.21
解得阻力大小為:f=71N.
所以克服阻力做的功為:W=fs=71×200=14200 J=1.42×104J
答:上坡過程中人克服阻力做了1.42×104J的功.

點評 本題結(jié)合自行車上坡考查了多個知識點,要明確在已知運動情況,求受力情況時,加速度是橋梁.只要認(rèn)真分析,明確物體的運動過程,正確應(yīng)用物理學(xué)規(guī)律即可求解.本題也可以根據(jù)動能定理求解.

練習(xí)冊系列答案
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13.用相對論的觀點判斷下列說法正確的是( 。
A.時間和空間都是絕對的,在任何參考系中一個事件發(fā)生的時間和一個物體的長度總不會改變
B.在地面上的人看來,以10 km/s的速度運動的飛船中的時鐘會變快,但是飛船中的航天員卻看到時鐘可能是準(zhǔn)確的
C.在地面上的人看來,以10 km/s 的速度運動的飛船在運動方向上會變窄,而飛船中的航天員卻感到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些
D.當(dāng)物體運動的速度v?c時,“時間相對性”和“長度相對性”效果可忽略不計

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14.許多老人散步時,手里拿著帶有天線的收音機,這根天線的主要功能是( 。
A.接受電磁波B.發(fā)射電磁波C.放大聲音D.接收聲波

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11.有一種手持乒乓球拍托球移動的游戲,若某人在游戲中沿水平面做勻加速直線運動,球拍與球保持相對靜止且球拍平面和水平面之間的夾角為θ,如圖,設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m,不計球拍和球之間的摩擦,不計空氣阻力,則( 。
A.運動員的加速度大小為gtanθ
B.球拍對球的作用力大小為mg
C.球拍對球的作用力大小為mgcosθ
D.運動員對球拍的作用力大小為$\frac{(M+m)g}{cosθ}$

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18.如圖所示,一個質(zhì)量為4.0kg的物體靜止在水平地面上,現(xiàn)用與水平方向成37°角斜向上的力F拉物體,使物體沿水平地面做勻加速直線運動.力F作用2.0s后撤去此力,又經(jīng)過4.0s物體剛好停下.已知物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.50,sin 37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2.求:力F的大小、物體運動的最大速度v和總位移x.

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8.小張散步時,用20min走了800m.此處的“20min”和“800m”分別指( 。
A.時間、路程B.時間、位移C.時刻、路程D.時刻、位移

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15.我國科學(xué)家正在研制航母艦載機使用的電磁彈射.設(shè)彈射過程中,艦載機所總推力恒為1.2×106N,水平彈射2.5s后,速度達(dá)到80m/s.已知艦載機總質(zhì)量為3×104kg,所受阻力視為不變,求艦載機在彈射過程中:
(1)加速度大;
(2)阻力大小:
(3)總推力做的功.

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12.如圖,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時,物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運動.現(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R=0.5m,離水平地面的高度H=0.8m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4m.設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取重力加速度g=10m/s2.則物塊做平拋運動的初速度大小為1m/s,物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為0.2.

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13.質(zhì)量為500kg的賽車在平直賽道上以恒定功率加速,受到的阻力不變,其加速度a和速度的倒數(shù)$\frac{1}{v}$的關(guān)系如圖所示,則賽車( 。
A.做勻加速直線運動
B.功率為200kW
C.所受阻力大小為2000N
D.速度大小為50m/s時牽引力大小為3000N

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