【題目】低碳環(huán)保綠色出行的理念逐漸深入人心，而純電動(dòng)汽車是時(shí)下相對(duì)較環(huán)保的汽車．為宣傳“低碳環(huán)保”健康生活理念，某志愿者舉行玩具電動(dòng)小汽車的表演．如圖所示，質(zhì)量m＝2 kg的小汽車以v0＝4 m/s的初速度從水平軌道A處出發(fā)，沿平直軌道AC運(yùn)動(dòng)，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)入半徑R＝1.8 m的圓軌道，恰能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，之后又進(jìn)入CE水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，直至停下．已知小汽車與水平軌道間的摩擦阻力恒為重力的0.1倍，AB段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中風(fēng)力較大，可簡(jiǎn)化為受0.8 N的水平向左的作用力，過(guò)B點(diǎn)后小汽車所受空氣作用力均忽略不計(jì)．圓軌道可視作光滑軌道．已知AB段長(zhǎng)度x1＝3 m，BC段長(zhǎng)度x2＝2 m，CE段足夠長(zhǎng)．小汽車自身長(zhǎng)度可忽略，g取10 m/s2.

(1)要使小汽車完成上述運(yùn)動(dòng)，AC段電動(dòng)機(jī)至少提供多少能量？

(2)若CE階段啟用動(dòng)力回收系統(tǒng)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，回收效率為30%，則該段小汽車還能滑行多遠(yuǎn)？

【答案】(1)86.4 J　(2)31.5 m

【解析】

(1)小汽車與水平軌道間的摩擦阻力f＝0.1mg，解得f＝2 N

設(shè)小汽車在D點(diǎn)處的速度為v1，因小汽車恰能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，故在D點(diǎn)處有

mg＝m

從A到D的過(guò)程，運(yùn)用動(dòng)能定理有

W－f(x1＋x2)－Fx1－mg·2R＝mv12－mv02

解得W＝86.4 J.

(2)從D到C的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有

mg·2R＝mv22－mv12

解得v2＝3m/s

若在CE階段啟用動(dòng)力回收系統(tǒng)，回收效率為30%，即有70%的能量用于克服摩擦力做功，則有

－fx3＝0－mv22×70%

解得x3＝31.5 m.

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：

【題目】電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作的電壓是______以下，電火花計(jì)時(shí)器工作的電壓是______．當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí)，它每隔______打一個(gè)點(diǎn)．某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，用刻度尺測(cè)量情況如圖所示，紙帶在AC段的平均速度約為____________m/s，C點(diǎn)的瞬時(shí)速度約為____________m/s.（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，可以選用如圖下列各種裝置圖，以下說(shuō)法合理的是（ ）

A．選用裝置1研究平拋物體豎直分運(yùn)動(dòng)，只能用眼睛看A、B兩球是否同時(shí)落地

B．選用裝置2要獲得細(xì)水柱所顯示的平拋軌跡，彎管末端B一定要水平

C．選用裝置3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球

D．除上述裝置外，也能用數(shù)碼照相機(jī)拍攝鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的每秒15幀的錄像獲得平拋軌跡

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為兩物體、的圖象,根據(jù)圖象信息,下列說(shuō)法正確的是( )

A. 兩物體由同一位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng),但物體比遲3才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)

B. 從第3末起,兩物體運(yùn)動(dòng)方向相同,且

C. 在5內(nèi)兩物體的位移相同,5末、相遇

D. 5內(nèi)、的平均速度相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計(jì))

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是________。

A．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量

B．將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力

C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶

E．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有兩個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

（3）以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象是一條直線，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________。

A．2tan θ B． C．k D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m1=2kg的物體甲通過(guò)三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O，輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2=10kg的物體乙相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37°，物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)．乙物體與接觸面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．3，（已知sin37°=0．6，cos37°=0．8，tan37°=0．75，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2．）求：

（1）輕繩OA受到的拉力是多大；

（2）物體乙受到的摩擦力是多大？方向如何；

（3）要使乙物體保持靜止，那么甲物體的質(zhì)量最大不能超過(guò)多少．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，輕繩的一端系在質(zhì)量為m的物體上，另一端系在一個(gè)圓環(huán)上，圓環(huán)套在粗糙水平橫桿MN上，現(xiàn)用水平力F拉繩上一點(diǎn)，使物體處在圖中實(shí)線位置，然后改變F的大小使其緩慢下降到圖中虛線位置，圓環(huán)仍在原來(lái)位置不動(dòng)，則在這一過(guò)程中，水平拉力F、環(huán)與橫桿的摩擦力f和環(huán)對(duì)桿的壓力N的大小變化情況是( )

A. F逐漸增大，f保持不變，N逐漸增大

B. F逐漸增大，f逐漸增大，N保持不變

C. F逐漸減小，f逐漸增大，N保持不變

D. F逐漸減小，f逐漸減小，N保持不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。

（1）本實(shí)驗(yàn)中，采取下列哪些方法和步驟可以減小實(shí)驗(yàn)誤差______________。

A．兩個(gè)分力F1、F2間的夾角盡量小些

B．兩個(gè)分力F1、F2的大小要適當(dāng)大些

C．拉橡皮筋的細(xì)繩要稍短一些

D．實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度

（2）本實(shí)驗(yàn)采用的是等效替代法，但若將細(xì)繩也換成橡皮筋，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)發(fā)生變化？答：________（選填“變化”或“不變化”）。

（3）為了完成實(shí)驗(yàn)，在用兩個(gè)完全相同的彈簧秤成一定角度拉橡皮筋時(shí)，必須記錄的有（ ）

A．兩細(xì)繩的方向 B．橡皮筋的原長(zhǎng)

C．兩彈簧秤的示數(shù) D．結(jié)點(diǎn)O的位置

（4）若保持結(jié)點(diǎn)O的位置及OB繩方向不變，而將OC順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度，其他操作均正確，則（ ）

A．彈簧秤甲的示數(shù)不變

B．彈簧秤甲的示數(shù)一直減小

C．彈簧秤乙的示數(shù)可能增大

D．彈簧秤乙的示數(shù)一定先減小后增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，固定斜面的傾角θ＝30°，物體A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于C點(diǎn)。用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，初始時(shí)物體A到C點(diǎn)的距離為L�，F(xiàn)給A、B一初速度，使A開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，B向上運(yùn)動(dòng)，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點(diǎn)。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，整個(gè)過(guò)程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求：

(1)物體A向下運(yùn)動(dòng)剛到C點(diǎn)時(shí)的速度；

(2)彈簧的最大壓縮量；

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