北京市2009年高考專題強化訓練(二)

動量和機械能

一、選擇題:(每題至少有一個選項正確)

1、汽車由靜止開始做勻加速直線運動,速度達到v0的過程中的平均速度為v1;若汽車由靜止開始滿功率行駛,速度達到v0的過程中的平均速度為v2,且兩次歷時相同,則(  )

A.v1>v2               B.v1<v2

C.v1=v2               D.條件不足,無法判斷

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2、如圖所示,A、B兩物體質量之比,mA∶mB=3∶2,原來靜止在平板小車C上,A、B間有一根被壓縮的彈簧,地面光滑,當彈簧突然釋放后,則(   。

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A.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,A、B組成系統(tǒng)的動量守恒

B.若AB與平板車上表面間的動摩迭因數相同,A、B、C組成系統(tǒng)的動量守恒

C.若A、B所受的摩擦力大小相等,AB組成系統(tǒng)的動量守恒

D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C組成系統(tǒng)的動量守恒

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3、在距地面高為h,同時以相等初速V0分別平拋,豎直上拋,豎直下拋一質量相等的物體m,當它們從拋出到落地時,比較它們的動量的增量△P,有(      )

A.平拋過程較大    B.豎直上拋過程較大    C.豎直下拋過程較大   D.三者一樣大

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4、向空中發(fā)射一物體.不計空氣阻力,當物體的速度恰好沿水平方向時,物體炸裂為a,b兩塊.若質量較大的a塊的速度方向仍沿原來的方向則 (      )

A.b的速度方向一定與原速度方向相反

B.從炸裂到落地這段時間里,a飛行的水平距離一定比b的大

C.a,b一定同時到達地面

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D.炸裂的過程中,a、b中受到的爆炸力的沖量大小一定相等

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5、如圖所示將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上,槽的左側有一固定在水平面上的物塊。今讓一小球自左側槽口A的正上方從靜止開始落下,與圓弧槽相切自A點進入槽內,則以下結論中正確的是:(     )

A.小球在半圓槽內運動的全過程中,只有重力對它做功

B.小球在半圓槽內運動的全過程中,小球與半圓槽在水平方

   向動量守恒

C.小球自半圓槽的最低點B向C點運動的過程中,小球與半圓槽在水平方向動量守恒

D.小球離開C點以后,將做豎直上拋運動。

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6、如圖所示,質量均為M的鋁板A和鐵板B分別放在光滑水平地面上.質量為mm<M)的同一木塊C,先后以相同的初速度v0從左端滑上AB,最終C相對于AB都保持相對靜止.在這兩種情況下(      )

A.C的最終速度相同                                                               

B.C相對于AB滑行的距離相同

C.AB相對地面滑動的距離相同

D.兩種情況下產生的熱量相等

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7、一質量為1kg的物體被人用手由靜止向上提高1m,這時物體的速度是2m/s,下列說法中正確的是(g=10m/s2)(      )

A.手對物體做功12J           B.合外力對物體做功2J

C.物體機械能增加2J          D.物體克服重力做功10J

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8、一航天探測器完成對月球的探測任務后,在離開月球的過程中,由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行,先加速運動,再勻速運動,探測器通過噴氣而獲得推動力.以下關于噴氣方向的描述中正確的是(       )

A.探測器加速運動時,沿直線向后噴氣   B.探測器加速運動時,豎直向下噴氣            

C.探測器勻速運動時,豎直向下噴氣     D.探測器勻速運動時,不需要噴氣

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9、如圖所示,水平傳送帶始終保持恒定速度v運動,傳送帶AB長為S,把質量為m的小物塊輕放在A點,物塊與傳送帶間動摩擦因數為μ,當小物塊由A運動到B的過程中,摩擦力對小物塊做功可能為(      )

A.大于mv2/2   B.大于μmgS   C.小于μmgS   D.等于mv2/2

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10、古有“守株待兔”的寓言。設兔子的頭部受到大小等于自身體重的打擊力時即可致死,并設兔子與樹樁作用時間為0.2s,則被撞死的兔子其奔跑速度可能為(g=10m/s2) (     )                                                                  

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A.1m/s       B.1.5m/s     C.2m/s        D.2.5m/s

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11、如圖所示,質量相同的兩物體處于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到達同一水平面,則              (      )

A.重力對兩物體做的功相同      B.重力的平均功率相同

C.到達底端時重力的瞬時功率PA<P

D.到達底端時兩物的動能相同,速度相等

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12、質量相同的兩個物體,分別在地球表面(不計空氣阻力)和月球表面以相同的初速度豎直上拋.比較兩種情況,下列說法中正確的有                (      )

A.物體在地球表面時的慣性比物體在月球表面時的慣性大

   B.在上升到最高點的過程中,它們受到的外力的沖量大小相等

   C.在上升到最高點的過程中,它們克服重力做的功相等

   D.落回拋出點時,重力做功的瞬時功率相等

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13、一輕桿下端固定一質量為m的小球,上端連在軸上,并可繞軸在豎直平面內運動,不計軸及空氣的阻力.當小球在最低點時受到水平沖量I0時,剛好能到達最高點.若小球在最低點受到水平沖量I0不斷增大,則 (      )

A.小球在最高點對桿的作用力不斷增大   B.小球在最高點對桿的作用力先減小后增大

C.小球在最低點對桿的作用力不斷增大   D.小球在最低點對桿的作用力先減小后增大

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14、一個小物塊從斜面底端沖上足夠長的斜面后,返回到斜面底端。已知小物塊的初動能為E,它返回斜面底端的速度大小為V,克服摩擦阻力做功為E/2。若小物塊沖上斜面的初動能變?yōu)?E,則有

A.返回斜面底端時的動能為E;       B.返回斜面底端時的動能為3E/2

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C.返回斜面底端時的速度大小為2V;  D.返回斜面底端時的速度大小為。

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15、如圖所示,在滑雪場有兩個坡度不同的滑道AB和AB′分別與水平滑道相連,AB和AB′都可看作斜面,它們與水平滑道之間均可視為平滑相連。甲、乙兩名滑雪者分別乘兩個完全相同的雪橇從A點由靜止出發(fā)沿AB和AB′滑下,最后都能停在水平滑道上。設雪橇和滑道間的動摩擦因數處處相同,滑雪者保持一定姿勢坐在雪橇上不動,下列說法中正確的是(  。

 A.甲在B點的速率等于乙在B′點的速率

B.甲在B點的速率大于乙在B′點的速率

C.甲全部滑行過程的水平位移一定比乙全部滑行過程的水平位移大

D.甲全部滑行過程的水平位移一定比乙全部滑行過程的水平位移小

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二、實驗題:

1、在用落體法驗證機械能守恒定律時,某同學按照正確的操作選得 紙帶如右,其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點. 該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中(單位cm).

 ⑴這三個數據中不符合有效數字讀數要求的是_____ ,應記作_______cm.

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    ⑵該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒,已知當地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的即時速度,則該段重錘重力勢能的減少量為______,而動能的增加量為______,(保留3位有效數字,重錘質量m). 這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量______動能的增加量,原因是            . 

      ⑶另一位同學根據同一條紙帶,同一組數據,也用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒,不過他數了一下,從打點計時器打下的第一個點O數起,圖中的B是打點計時器打下的第9個點,因此他用vB=gt計算跟B點對應的物體的即時速度,得到動能的增加量為________        _,這樣驗證時的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_____          動能的增加量,

原因是____                                                ______________.

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2、試根據平拋運動原理設計測量彈射器彈丸出射初速度的實驗方法。提供實驗器材:彈射器(含彈丸,見示意圖)、鐵架臺(帶有夾具)、米尺。

(1)畫出實驗示意圖。

(2)在安裝彈射器時應注意:              

(3)實驗中需要測量的量(在示意圖中用字母標出):              

 

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三、計算題:

1、質量為M的小車靜止在光滑的水平面上,小車的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如圖所示,小車被擋板P擋住,質量為m的物體從距地面高H處自由下落,然后沿光滑的曲面繼續(xù)下滑,物體落地點與小車右端距離s0,若撤去擋板P,物體仍從原處自由落下,求物體落地時落地點與小車右端距離是多少?

 

 

 

 

 

 

 

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2、如圖所示,質量M=4kg的木滑板B靜止放在光滑水平面上,滑板右端固定著一根輕質彈簧,彈簧的自由端C到滑板左端的距離l=0.5m,這段滑板與木塊A之間的動摩擦因數µ=0.2;而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對應的滑板上表面光滑.可視為質點小木塊質量m=1kg,原來靜止于滑板的左端,當滑板B受水平方向的恒力F=14N作用時間t后撤去,這時木塊A恰好到達彈簧的自由端C處,假設A、B間的最大靜摩擦力跟滑動摩擦力相等,g取10m/s2,試求:

(1)水平恒力F的作用時間t.

(2)木塊A壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢能.

 

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3、如圖所示,滑塊A的質量m=0.01kg,與水平地面間的動摩擦因素μ=0.2,用細線懸掛的小球質量均為m=0.01kg,沿x軸排列,A與第1只小球及相鄰兩小球間距離均為s=2m,線長分別為L1、L2、L3……(圖中只畫出三只小球,且小球可視為質點),開始時,滑塊以速度v0=10m/s沿x軸正方向運動,設滑塊與小球碰撞時不損失機械能,碰撞后小球均恰能在豎直平面內完成完整的圓周運動,重力加速度g=10m/s2。試求:

(1)滑塊能與幾個小球碰撞?

(2)碰撞中第n個小球懸線長Ln的表達式?

 

 

 

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4、如圖所示,摩托車做騰躍特技表演,以速度v0=10m/s的初速度沖向頂部水平的高臺,然后從高臺上水平飛出。若摩托車在沖上高臺的過程中以額定功率1.8kw行駛,所經歷時間為0.5s,人和車的總質量為180kg,當高臺的高度為h時,人和車飛離高臺時的速度?試分析:當高臺高h為多大時,人和車飛出的水平距離s最遠,且最遠距離是多少?(不計空氣阻力,摩擦力對摩托車做的功可以忽略不計)

 

 

 

 

 

 

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5、如圖所示,水平放置的光滑平行金屬導軌,相距為l,導軌所在平面距地面高度為h.導軌左端與電源相連,右端放有質量為m的靜止的金屬棒,豎直向上的勻強磁場B.當電鍵S閉合后,金屬棒無轉動地做平拋運動,落地點的水平距離為s,則電路接通的瞬間,通過金屬棒的電量有多少?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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6、如圖所示,一擺球的質量為m ,帶正電荷q,擺長為L,固定在O點,勻強電場水平向右,場強E=mg/q,擺球平衡位置在點C,與豎直方向的夾角為θ,開始時讓擺球與點O處于同一水平位置的A點,且擺繩拉直,然后無初速釋放擺球,求擺球在點C時的速度及此時擺繩對球拉力的大。浚ńY果用m、g、L表示)

 

 

 

 

 

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7、如下圖所示,一輛質量是m=2kg的平板車左端放有質量M=3kg的小滑塊,滑塊與平板車之間的動摩擦因數=0.4,開始時平板車和滑塊共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右運動,并與豎直墻壁發(fā)生碰撞,設碰撞時間極短且碰撞后平板車速度大小保持不變,但方向與原來相反.平板車足夠長,以至滑塊不會滑到平板車右端.(取g=10m/s2)求:

(1)平板車每一次與墻壁碰撞后向左運動的最大距離.

(2)平板車第二次與墻壁碰撞前瞬間的速度v

(3)為使滑塊始終不會滑到平板車右端,平板車至少多長?

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專題二 答案

  

1

2

3

4

5

6

7

8

B

BCD

B

CD

C

AD

ABD

C

9

10

11

12

13

14

15

 

CD

C

AC

BC

BC

AD

B

 

 

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二、實驗題:

   1、(1)15.7  15.70

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         (2)1.22m  1.20m   大于   有空氣阻力和摩擦

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         (3)m(gt)2/2    小于等于    在第一、第二兩點間重鍾下落時間小于等于2T(打過第一點過一小會重錘才開始下落)。

  2、①略

②安裝時要注意彈射器應固定,且彈射器發(fā)射方向保持水平

③實驗中需測量彈丸射出水平距離x和彈射器與水平地面高度差h

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④在彈射器高度不變情況下多次實驗,取x1x2…xn平均值作為實驗數據

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⑤v彈丸=

 

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三、計算題

  1、解:擋住小車時,求物體滑落時的速度v1,物體從最高點下落至滑離小車時機械能守恒,設車尾部(右端)離地面高為h,則有:

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          1

由平拋運動的規(guī)律:s0=vt        2

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               3

設去掉擋板時物體離開小車時速度為v2,小車速度為v2′,物體從最高點至離開小車之時系統(tǒng)機械能守恒,有:

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      4

物體與小車相互作用過程中水平方向動量守恒:

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.            5

此式不僅給出了v2與v2′大小的關系,同時也說明了v2是向右的,物體離開車后對地平拋:

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                  6  

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               7

車在t′時間內向前的位移

s2′=v2′t′              8

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比較式7、3得t′=t

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解式1、4、5得

此種情況下落地點距車右端的距離:

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2、解:(1)木塊A和滑板B均向左做初速為零的勻加速直線運動

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m/s2

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 m/s2

從圖可知:sB-sA=l 即:

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得:t=1s.

(2)1s末木塊A和滑板B的速度分別為:

vA =aA t=2×1m/s=2m/s

vB =aBt =3×1m/s=3m/s

撤去外力F后,當木塊A和滑板B的速度相同時,彈簧壓縮量最大,具有最大彈性勢能.根據動量守恒定律,有:

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,得v=2.8m/s.

由能量守恒定律,得:

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J

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=0.4J

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3、解:

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(1)設滑塊能與K個小球碰撞.整個過程中由動能定理得:-Kμmgs=0-,

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K=12.5,即能與12個小球碰撞.

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(2)由動能定理得:-nμmgs=①,

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滑塊與小球碰撞后速度互換v=vn=②,

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由①②得碰撞中第n個小球的懸線長Ln=

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4、解:(1)由動能定理得  P t-mgh=,

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人和車飛離高臺時的速度 v=

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(2) 在空中做平拋運動: t =

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s = vt =,

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當 h =2.75m時水平距離最遠 s =5.5m

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5、解:合上開關的瞬間,由動量定理得

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Bl t =mv-0  ①,

棒離開軌道后在空中運動時做平拋運動:

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 t =, s = vt ②,

由①②得通過金屬棒的電量

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q=t =

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6、解:如圖所示,在平衡位置C時懸線與豎直方向的夾角為θ

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由tanθ==1得θ=450,

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在A點時合力F=mg=ma,a=g①,

小球由A向B做勻加速直線運動,

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到達B點時 v2=2as=2aL②,

在B點速度分解得沿切線方向的速度vB=vsin450③,

小球由B到C做勻速圓周運動

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qEL sin450-mgL(1-cos450)=④,

 

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在C點由向心力得T-mg=m⑤,

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由①②③④⑤得T=3mg.

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7、 解:(1)設第一次碰墻壁后,平板車向左移動s,速度為0.由于體系總動量向右,平板車速度為零時,滑塊還在向右滑行.

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由動能定理    ①

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            ②

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代入數據得      ③

(2)假如平板車在第二次碰撞前還未和滑塊相對靜止,那么其速度的大小肯定還是2m/s,滑塊的速度則大于2m/s,方向均向右.這樣就違反動量守恒.所以平板車在第二次碰撞前肯定已和滑塊具有共同速度v.此即平板車碰墻前瞬間的速度.

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     ④

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      ⑤

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代入數據得    ⑥

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(3)平板車與墻壁第一次碰撞后到滑塊與平板又達到共同速度v前的過程,可用圖(a)(b)(c)表示.(a)為平板車與墻壁撞后瞬間滑塊與平板車的位置,圖(b)為平板車到達最左端時兩者的位置,圖(c)為平板車與滑塊再次達到共同速度為兩者的位置.在此過程中滑塊動能減少等于摩擦力對滑塊所做功,平板車動能減少等于摩擦力對平板車所做功(平板車從BA再回到B的過程中摩擦力做功為零),其中、分別為滑塊和平板車的位移.滑塊和平板車動能總減少為其中為滑塊相對平板車的位移.此后,平板車與墻壁發(fā)生多次碰撞,每次情況與此類似,最后停在墻邊.設滑塊相對平板車總位移為l, 

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則有    ⑦

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        ⑧

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代入數據得      ⑨

l即為平板車的最短長度.

 

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