题目内容
(2013北京市西城区期末)如图所示,一质量M=1.0kg的砂摆,用轻绳悬于天花板上O点。另有一玩具枪能连续发射质量m=0.01kg、速度v=4.0m/s的小钢珠。现将砂摆拉离平衡位置,由高h=0.20m处无初速度释放,恰在砂摆向右摆到最低点时,玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入砂摆,二者在极短时间内达到共同速度。不计空气阻力,取g =10m/s2。
(1)求第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间,砂摆的速度大小v0;
(2)求第一颗小钢珠射入砂摆后的瞬间,砂摆的速度大小v1;
(3)第一颗小钢珠射入后,每当砂摆向左运动到最低点时,都有一颗同样的小钢珠水平向左射入砂摆,并留在砂摆中。当第n颗小钢珠射入后,砂摆能达到初始释放的高度h,求n。
(3)第2颗小钢球打入过程,由动量守恒定律,以左为正方向
第3颗小钢球打入过程,同理
···
第n颗小钢球打入过程,同理
联立各式得: 【3分】
解得: 【1分】
当第n颗小钢球射入后,砂摆要能达到初始释放的位置,
砂摆速度满足:vn≥v0 【1分】
解得: 【1分】
所以,当第4颗小钢球射入砂摆后,砂摆能达到初始释放的高度.
(2013北京市西城区二模)某品牌汽车在某次测试过程中数据如下表所示,请根据表中数据回答问题。
整车行驶质量 | 1500kg |
额定功率 | 75kW |
加速过程 | 车辆从静止加速到108km/h所需时间为10s |
制动过程 | 车辆以36km/h行驶时的制动距离为5.0m |
已知汽车在水平公路上沿直线行驶时所受阻力f跟行驶速率v和汽车所受重力mg的乘积成正比,即f=kmgv,其中k=2.0×10-3s/m。取重力加速度g=10m/s2。
(1)若汽车加速过程和制动过程都做匀变速直线运动,求这次测试中加速过程的加速度大小a1和制动过程的加速度大小a2;
(2)求汽车在水平公路上行驶的最大速度vm;
(3)把该汽车改装成同等功率的纯电动汽车,其他参数不变。若电源功率转化为汽车前进的机械功率的效率η=90%。假设1kW·h电能的售价为0.50元(人民币),求电动汽车在平直公路上以最大速度行驶的距离s=100km时所消耗电能的费用。结合此题目,谈谈你对电动汽车的看法。