2014年12月20日.我国西南地区首条城际高速铁路客运专线-成锦乐客正式投运.成锦乐专线动车组才用CRH2A型动车组.高铁每列车组由七节车厢组成.除第四节车厢为无动力车厢外.其余六节车厢均具有动力系统.设每节车厢的质量均为m.各动力车厢产生的动力相同.经测试.该列车启动时能在时间t内将速度提高到v.已知运动阻力是� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．2014年12月20日，我国西南地区首条城际高速铁路客运专线-成锦乐客正式投运，成锦乐专线动车组才用CRH2A型动车组，高铁每列车组由七节车厢组成，除第四节车厢为无动力车厢外，其余六节车厢均具有动力系统，设每节车厢的质量均为m，各动力车厢产生的动力相同，经测试，该列车启动时能在时间t内将速度提高到v，已知运动阻力是车重的k倍．求：
（1）列车在启动过程中，第五节车厢对第六节车厢的作用力；
（2）列车在匀速行驶时，第六节车厢失去了动力，若仍要保持列车的匀速运动状态，则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大？

分析（1）根据速度时间公式求出列车的加速度，对整个列车和第六七两节车厢分析，运用牛顿第二定律求出第五节车厢对第六节车厢的作用力；
（2）根据共点力平衡分别求出第六节车厢在有动力时和无动力时，第五节车厢对第六节车厢的作用力，从而得出作用力的变化．

解答解：（1）列车启动时做初速度为零的匀加速直线运动，启动加速度a=$\frac{v}{t}$，①
对整个列车，由牛顿第二定律得，
F-k•7mg=7ma ②
设第五节对第六节车厢的作用力为T，对第六、七两节车厢受力分析，水平方向受力如图所示，由牛顿第二定律得，
$\frac{2F}{6}-T-k•2mg=2ma$ ③
联立①②③得，$T=-\frac{1}{3}m（\frac{v}{t}-kg）$④
其中“-”表示实际作用力与图示方向相反，即与列车运动相反．
（2）列车匀速运动时，对整体由平衡条件得，
F′-k•7mg=0 ⑤
设第六节车厢有动力时，第五、六节车厢间的作用力为T₁，
则有：$\frac{2F′}{6}-{T}_{1}-k•2mg=0$ ⑥
第六节车厢失去动力时，仍保持列车匀速运动，则总牵引力不变，设此时第五、六节车厢的作用力为T₂，
则有：$\frac{F′}{5}-{T}_{2}-k•2mg=0$ ⑦
联立⑤⑥⑦得T₁=-$\frac{1}{3}$kmg
T₂=$\frac{3}{5}$kmg
因此作用力变化△T=T₂-T₁=$\frac{14}{15}$kmg
答：（1）列车在启动过程中，第五节车厢对第六节车厢的作用力为为$\frac{1}{3}$m（$\frac{v}{t}$+kg）．
（2）第五节车厢对第六节车厢的作用力变化$\frac{14}{15}$kmg．

点评解决本题的关键合理地选择研究对象，正确地受力分析，运用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法的运用．

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11．

起重机将地面上一重物竖直向上吊起过程中，重物的机械能随重物离地面的高度h变化的关系图如图所示，O-h₁段为曲线，h₁-h₂段为直线．由此可知（　　）

	A．	O-h₁过程中，重物所受的合力一定是变力
	B．	O-h₁过程中，重物的动能一定随h增大而增大
	C．	h₁-h₂过程中，重物一定做匀速直线运动
	D．	h₁-h₂过程中，重物可能做变加速直线运动

12．

将横截面积为S的圆柱形气缸固定在铁架台上，内有可自由移动的轻质活塞，活塞通过轻杆与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球经阀门K放置于活塞上，棉球熄灭时立即关闭阀门K，此时活塞距离气缸底部为L．之后，缸内气体冷却至环境温度时，重物上升高度为$\frac{L}{4}$．已知环境温度恒为27℃，外界大气压为p₀，缸内气体可以看作是理想气体，则（　　）

	A．	重物离开地面稳定后，气体压强可能大于p₀
	B．	重物离开地面稳定后，气体压强一定小于p₀
	C．	酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于120℃
	D．	酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于140℃

9．一质量为M，半径为R的均匀圆环，对其轴线上距圆心x处的质量为m的质点的万有引力多大？

16．

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（1）从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式．
（2）灯泡实际消耗的功率为多大？
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（4）线圈从图示位置转过$\frac{π}{3}$的过程中通过线圈某截面的电量q．

6．

某同学自己动手利用如图所示的器材，观察光的干涉现象，其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏．当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因，最大的可能是（　　）

	A．	单缝S太窄		B．	单缝S太宽
	C．	S到S₁和S₂距离不等		D．	太阳光不能作光源

13．两个卫星在同一轨道平面绕地球做圆周运动，已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，A卫星离地面的高度等于R，质量为m_A，B卫星离地面高度为3R，质量为m_B，求A，B两卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度各是多少？

5．

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	A．	滑到斜面底端时，A和B的动能一样大
	B．	滑到斜面底端时，B的动能最大
	C．	A和B滑到斜面底端过程中产生的热量一样多
	D．	A和B滑到斜面底端动能相同

6．

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A．

F=$\frac{7{F}_{0}}{8}$

B．

F=$\frac{27{F}_{0}}{50}$

C．

F=$\frac{23{F}_{0}}{25}$

D．

$\frac{4{F}_{0}}{9}$

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