题目内容
【题目】汽车发动机的额定功率为60KW,汽车的质量为5×103kg,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车的重力的0.05倍,若汽车始终保持额定的功率不变,取g=10m/s2,则从静止启动后,求:
(1)汽车所能达到的最大速度是多大?
(2)当汽车的加速度为1m/s2时,速度是多大?
(3)如果汽车由启动到速度变为最大值后,马上关闭发动机,测得汽车已通过了624m的路程,求汽车从启动到停下来一共经过多长时间?
【答案】(1)汽车所能达到的最大速度是24m/s;
(2)当汽车的加速度为1m/s2时,速度是8m/s;
(3)如果汽车由启动到速度变为最大值后,马上关闭发动机,测得汽车已通过了624m的路程,汽车从启动到停下来一共经过98s
【解析】
试题分析:根据汽车速度的变化判断牵引力的变化,结合牛顿第二定律判断加速度的变化,从而得出汽车的当汽车的加速度为零时,汽车的速度最大,结合牵引力的大小求出最大速度;
根据牛顿第二定律求出牵引力的大小,结合P=Fv求出汽车的速度;应用动能定理和牛顿运动定律求时间.
解:(1)汽车保持额定功率不变,那么随着速度v的增大,牵引力F牵变小,当牵引力大小减至与阻力f大小相同时,物体速度v到达最大值vm.
由P额=fvm得:vm===24m/s
(2)当汽车的加速度为1m/s2时,以车为研究对象,由牛顿第二定律得:
F牵﹣f=ma…①
由P额=F牵v得:
v=…②
联立①②代入数据解之得:v=8m/s
(3)设由启动到速度最大历时为t1,关闭发动机到停止历时t2.
以运动全过程为研究过程,由动能定理得:
m=P额t1﹣fs1
代入数据解之得:t1=50s
关闭发动机后,机车在摩擦力的作用下,做匀减速运动
匀减速的加速度为a2=﹣
由运动学公式得:0﹣vm=a2t2
代入数据解之得:t2=48s
所以总时间:t=50s+48s=98s
答:(1)汽车所能达到的最大速度是24m/s;
(2)当汽车的加速度为1m/s2时,速度是8m/s;
(3)如果汽车由启动到速度变为最大值后,马上关闭发动机,测得汽车已通过了624m的路程,汽车从启动到停下来一共经过98s.
【题目】某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50 Hz。
(1)实验中木板略微倾斜,这样做_________;
A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑 |
B.是为了增大小车下滑的加速度 |
C.可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 |
D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动 |
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……合并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1;第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次实验中打出的纸带(如图所示),可求得小车最终获得的速度为_______m/s。(保留三位有效数字)
(3)若根据多次测量数据画出的W-v图象如图所示,根据图线形状,可知对W与v的关系符合实际的是图_______。