题目内容

9．（1）随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务．右图是上海“明珠线”某一轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度．请你从提高能量利用效率角度，分析这种设计的优点．答：车进站时，利用上坡使动能转化为重力势能，减少因刹车而损耗的机械能；车出站时，把储存的重力势能再转化为动能，起到节能作用．
（2）某司机为了确定汽车上货物的质量，采用了这样的方法：让汽车以额定功率P由静止起动，沿平直的公路运行到最大速度时，司机从速度表上读出其值为v．根据他平日里积累的经验，汽车运行时的阻力与汽车总重力成正比，且比例系数为k，若汽车自身质量为M，则可估算出车上货物的质量为多少？

分析 （1）本题实际是考查物体的动能和势能可以相互转化的问题；物体上升时物体的动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大．物体下降时物体的重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大．根据能量转化的情况分析．
（2）汽车以恒定功率启动达到最大速度时，牵引力减小到等于阻力，根据P=Fv求解出牵引力，根据平衡条件得到阻力，然后根据阻力与其总重力成正比得到货物质量．

解答 解：（1）车进站时，利用上坡使动能转化为重力势能，减少因刹车而损耗的机械能；车出站时，把储存的重力势能再转化为动能，起到节能作用．
（2）汽车达大最速度时，有F牵=f
由P=F牵v有：f=F牵=$\frac{P}{v}$
又 f=k（M+m）g
解得：车上货物的质量为：m=$\frac{P}{kgv}$-M
答：（1）车进站时，利用上坡使动能转化为重力势能，减少因刹车而损耗的机械能；车出站时，把储存的重力势能再转化为动能，起到节能作用．
（2）车上货物的质量是$\frac{P}{kgv}$-M．

点评 货车以最大速度匀速前进时，牵引力与阻力平衡是第2题的切入点，然后根据平衡条件、功率与速度和牵引力关系公式、阻力与其总重力关系列式后联立解答．

练习册系列答案
相关题目
19．“法拉”是下列哪个物理量的单位（　　）
A．电荷量B．电容C．电场强度D．磁感应强度
20．对比电场线和磁感线的特点，下列说法正确的是（　　）
A．电场线和磁感线都是现实中存在的
B．电场线和磁感线都不能相交
C．电场线和磁感线都是闭合的曲线
D．电场线从正电荷出发，终止于负电荷；磁感线从磁体的N极发出，终止于S极
17．用万有引力定律证明：对一个行星的卫星来说，$\frac{{R}^{3}}{{T}^{3}}$是一个恒量．其中R是卫星的轨道半径，T是卫星的运行周期．
4．某同学用如图1所示的装置来研究自由落体运动是什么性质的运动．
图2是实验中利用打点计时器记录自由落体运动的轨迹时，得到的一条纸带，纸带上的点是从放手开始打下的连续的计数点．两点之间的距离，S1=9.6mm，S2=13.4mm，S3=17.3mm，S4=21.1mm，相邻两计数点的时间间隔为T．电源频率为50Hz．

（1）下列说法中正确的是AD
A．电火花打点计时器用的是220V交流电源
B．实验中使用秒表测量时间
C．实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源
D．求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重锤受到阻力
（2）通过对纸带的分析，你认为自由落体运动是做变速（填“匀速”、“变速”）运动．你的判断依据是：相同时间内物理下落的位移越来越大 ．
（3）根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达公式a=$\frac{（{s}_{3}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}）}{4{T}^{2}}$，（用已知物理量符号表示），加速度大小a=9.6m/s2．（保留两位有效数字）
（4）打点计时器打下F点，求物体在F点的速度公式VF=$\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}$，（用已知物理量符号表示），大小为VF=0.96m/s（保留两位有效数字）
14．如图所示，物体A和B的重力分别为10N和3N，不计弹簧秤和细线的重力和一切摩擦，则弹簧秤所受的合力和弹簧秤的读数为（　　）
A．0N  13NB．7N  3NC．0N  3ND．7N  13N
1．一物体在拉力F作用下在水平面做直线运动，作用2秒后撒去拉力F，其v-t图象如图所示，已知物体质量m=1kg，则下列说法正确的是（　　）
A．从开始到第2s末，合外力做功为50J
B．从第2s末到第6s末，合外力做功为-100J
C．全过程合外力做功为50J
D．全过程拉力做功为75J
10．如图是等离子体发电机的示意图，原料在燃烧室中全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，等离子体以速度v进入矩形发电通道，发电通道里有图示的匀强磁场，磁感应强度为B．等离子体进入发电通道后发生偏转，落到相距为d的两个金属极板上，在两极板间形成电势差，等离子体的电阻不可忽略．下列说法正确的是（　　）
A．上极板为发电机正极
B．外电路闭合时，电阻两端的电压为Bdv
C．带电粒子克服电场力做功把其它形式的能转化为电能
D．外电路断开时，等离子受到的洛伦兹力与电场力平衡
11．如图所示的是利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略．
实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；
②测出挡光条的宽度d和两光电门中心之间的距离s；
③将滑块移至光电门1左侧某处，待放有砝码的托盘静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间△t1和△t2；
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．请完成以下填空：
（1）滑块通过光电门1和光电门2时，速度分别为v1=$\frac{d}{△{t}_{1}}$和v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}$，可确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1=$\frac{1}{2}（M+m）\frac{{d}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}}$和Ek2=$\frac{1}{2}（M+m）\frac{{d}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}$；
（2）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能（即砝码与托盘的重力势能）的减少△Ep=mgs；（重力加速度为g）
（3）如果满足关系式mgs=$\frac{1}{2}（M+m）\frac{{d}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}$-$\frac{1}{2}（M+m）\frac{{d}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}}$，则可认为验证了机械能守恒定律．

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