20.汽車的額定功率P0=60kW,質(zhì)量m=1×103kg,且該車行駛過(guò)程中所受阻力恒為f=2×103N.若汽車以a1=1m/s2的加速度從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),從靜止到達(dá)到最大速度總共用時(shí)t=55s,求:
(1)汽車所能達(dá)到的最大速度vm;
(2)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1;
(3)汽車從靜止到達(dá)到最大速度所發(fā)生的位移s.

分析 (1)汽車先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)功率達(dá)到額定功率,做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減小到零,速度達(dá)到最大,做勻速直線運(yùn)動(dòng).
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的牽引力,再根據(jù)P=Fv求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度,從而得出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求的勻加速階段的位移,之后在額定功率下運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理求得額定功率下的位移即可

解答 解:(1)汽車勻速行駛時(shí)F=f,達(dá)到最大速度Vm,
則Vm=$\frac{{P}_{0}}{f}=\frac{60000}{2000}m/s=30m/s$
故汽車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所能達(dá)到的最大速度為30m/s.
(2)根據(jù)F-f=ma得
   F=f+m a=3×103N
v=$\frac{{P}_{0}}{F}=\frac{60000}{3000}m/s=20m/s$
$t=\frac{v}{a}=\frac{20}{1}s=20s$
故勻加速運(yùn)動(dòng)能保持20s.
(3)勻加速運(yùn)動(dòng)的位移${x}_{1}=\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×1×2{0}^{2}m=200m$
達(dá)到額定功率后有動(dòng)能定理可得${P}_{0}t′-f{x}_{2}=\frac{1}{2}{mv}_{m}^{2}-\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得x2=925m
故通過(guò)的總位移為x=x1+x2=1125m
答:(1)汽車所能達(dá)到的最大速度vm為30m/s
(2)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1為20s
(3)汽車從靜止到達(dá)到最大速度所發(fā)生的位移為1125m

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵會(huì)根據(jù)汽車的受力判斷其運(yùn)動(dòng)情況,汽車汽車先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)功率達(dá)到額定功率,做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速減小到零,速度達(dá)到最大,做勻速直線運(yùn)動(dòng)

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

10.物體從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第3s內(nèi)通過(guò)的位移是15m,則( 。
A.前3s內(nèi)的位移是27mB.第3s內(nèi)的平均速度是5m/s
C.3s內(nèi)的平均速度是9m/sD.3s末的速度是6 m/s

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11.已知源電荷為正點(diǎn)電荷(電荷量Q),求:距離點(diǎn)電荷為r處電場(chǎng)強(qiáng)度的大。

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8.在下列物體的運(yùn)動(dòng)中,可視作質(zhì)點(diǎn)的物體有( 。
A.正在過(guò)橋的一列火車B.研究轉(zhuǎn)動(dòng)的汽車輪胎
C.研究繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)的航天飛機(jī)D.表演精彩芭蕾舞的演員

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15.質(zhì)量為m的小球從高h(yuǎn)處由靜止開(kāi)始自由下落,則小球在下落過(guò)程重力的平均功率為(  )
A.mg$\sqrt{gh}$B.mg$\sqrt{2gh}$C.$\frac{1}{2}$mg$\sqrt{gh}$D.$\frac{1}{2}$mg$\sqrt{2gh}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.用伏安法測(cè)量額定電壓是4.5V(電阻約為10Ω)小燈泡的I-U圖線.現(xiàn)有下列器材供選用:
A.電壓表(0~5V,內(nèi)阻10kΩ)    B.電壓表(0~10V,內(nèi)阻20kΩ)
C.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻0.4Ω)       D.滑動(dòng)變阻器(10Ω,2A)
E.學(xué)生電源(直流6V),還有開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線
(1)實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選A,(用序號(hào)字母表示)
(2)為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小,要求從零開(kāi)始多取幾組數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)趫D中方框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖.

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12.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)需要的器材有:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端有定滑輪長(zhǎng)木板、復(fù)寫紙片、導(dǎo)線、小車、細(xì)線、鉤碼、低壓交流電源,紙帶,刻度尺.
(2)某同學(xué)拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn),電源的頻率是50Hz,處理時(shí)每隔1個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn),標(biāo)上字母A、B、C、D、E、F,A點(diǎn)與0刻度對(duì)齊.
如圖所示,某同學(xué)用mm刻度尺進(jìn)行測(cè)量,請(qǐng)幫忙讀出B、C在刻度尺上的位置,填到表中:
計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEF
位置(cm)4.436.228.10
由讀出數(shù)據(jù)可計(jì)算出打下AF段紙帶時(shí)小車的平均速度為vAF=0.405m/s.
(3)若認(rèn)為一段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度就是這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)小車的速度vC=0.388m/s.

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9.關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.物體在第5s末時(shí),指的是時(shí)刻
B.物體在5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這ls的時(shí)間
C.物體在第5s內(nèi)指的是物體在3s末到5s末這ls的時(shí)間
D.第4s末就是第5s初指的是同一時(shí)刻

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10.學(xué)校興趣小組的同學(xué)在物理開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室做電學(xué)實(shí)驗(yàn),通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器電阻大小,觀察到電壓表和電流表的讀數(shù)都變大,則他所連接的電路可能是下圖所示電路圖中的( 。
A.B.C.D.

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