题目内容
5.汽车行业发展很快,节能、环保是未来汽车的发展方向.某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的.某次测试中,汽车以额定功率沿直线行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移x的关系,图象如图所示,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线.已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计,由图象所给的信息求:(1)汽车行驶过程中所受地面的阻力为多大?
(2)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为多大?
(3)图象中减速前所用的时间?
分析 关闭储能装置时,根据动能定理求解汽车所受地面的阻力.在5-7m过程中汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,求解汽车的额定功率.根据动能定理和功率公式求解加速运动的时间,其中牵引力的功为Pt.由能量关系分析汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能.
解答 解:(1)对于图线①,根据动能定理得:-fx=0-Ek,得到阻力为:f=$\frac{{E}_{k}}{x}=\frac{8×1{0}^{5}}{400}=2000N$.
(2)根据功能关系得到:汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为:E=Ek-fS=8×105J-2×103×1.5×102J=5×105J.
(3)设汽车匀速运动的速度为v,则有Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$代入数据得:v=40m/s,
汽车的额定功率为:P=Fv=fv=2×103×40W=80kW.
对于加速运动过程,根据动能定理得:Pt-fS=Ek2-Ek1,代入数据解得:t=16.25s.
匀速运动的时间为:$t′=\frac{△x}{v}=\frac{200}{40}s=5s$
共需时间为:t总=t+t′=16.25+5s=21.25s
答:(1)汽车行驶过程中所受地面的阻力为2000N
(2)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J
(3)图象中减速前所用的时间21.25s
点评 本题是汽车的起动问题,根据动能定理求解阻力和加速运动的时间.汽车匀速运动时,牵引力与阻力平衡.
练习册系列答案
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16.以下说法中正确的是( )
A. | 机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定 | |
B. | 泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的 | |
C. | 拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光 | |
D. | 赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 |
13.下列说法正确的是( )
A. | 放射性元素的半衰期与元素所处环境的温度有关 | |
B. | α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强 | |
C. | 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 | |
D. | 卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为$\left.\begin{array}{l}{4}\\{2}\end{array}\right.$He+$\left.\begin{array}{l}{14}\\{7}\end{array}\right.$N→$\left.\begin{array}{l}{17}\\{8}\end{array}\right.$O+$\left.\begin{array}{l}{1}\\{1}\end{array}\right.$H | |
E. | 质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3,那么质子和中子结合成一个α粒子,所释放的核能为△E=(m1+m2-m3)c2 |
20.万有引力的发现与证实,让人类确立了全新的宇宙观.已知地球的公转周期、太阳与地球的质量比、月球的公转周期,则再知道下列物理量就能估算地球公转半径的是( )
A. | 月球半径及月球表面重力加速度 | |
B. | 地球半径及地球表面重力加速度 | |
C. | 地球附近近地卫星的线速度及万有引力常量G | |
D. | 仅用开普勒第三定律及月球的公转半径 |
10.如图所示,在均匀媒质中有一振源S,它以50赫兹的频率上下振动,振动以40米/秒的速度同时向左、右传播.介质中质点N的平衡位置离波源8.2米,质点P的平衡位置离波源9.4米,当波源质点S正通过平衡位置向上振动时,N、P两质点的位置是( )
A. | N、P均在波峰 | B. | N、P均在波谷 | C. | N在波峰,P在波谷 | D. | N在波谷,P在波峰 |
14.在“探究影响单摆周期的因素”的实验中,
(1)同学甲有如下操作,请判断是否恰当(填“是”或“否”)
①把单摆从平衡位置拉开约5°释放是.
②在摆球经过最低点时启动秒表计时是.
③把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期否
(2)该同学改进测量方法后,得到的部分测量数据见表.
根据表中数据可以初步判断单摆周期随摆长的增大而增大.
(1)同学甲有如下操作,请判断是否恰当(填“是”或“否”)
①把单摆从平衡位置拉开约5°释放是.
②在摆球经过最低点时启动秒表计时是.
③把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期否
(2)该同学改进测量方法后,得到的部分测量数据见表.
数据组 | 摆长 | 摆球 | 周期 |
编号 | /mm | 质量/g | /s |
1 | 999.3 | 32.2 | 2.0 |
2 | 999.3 | 16.5 | 2.0 |
3 | 799.2 | 32.2 | 1.8 |
4 | 799.2 | 16.5 | 1.8 |
5 | 501.1 | 32.2 | 1.4 |
15.下列说法正确的是( )
A. | 能否将物体看成质点与物体本身的大小无绝对关系,大如宇宙中的天体在有些情况下也可以看成质点 | |
B. | 加速度是描述物体速度变化的物理量,物体的速度变化越大,则加速度一定越大 | |
C. | 用相同的水平力分别推地面上的两个材料不同的物体,则推不动的物体惯性大 | |
D. | 只要重物向上运动时,就会出现超重现象;反之则出现失重现象 |