题目内容
【题目】一辆汽车质量为1×103kg,最大功率为2×104W,在水平路面上由静止开始做直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定。发动机的最大牵引力为3×103N,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示。试求:
(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动;
(2)v2的大小;
(3)整个运动过程中的最大加速度;
(4)匀加速运动过程的最大速度是多大?匀加速运动过程用时多长?当汽车的速度为10m/s时发动机的功率是多大?
【答案】(1)汽车先做匀加速直线运动,后做功率不变的加速直线运动(2)20 m/s(3)2 m/s2(4)6.67 m/s;3.33 s;2×104 W
【解析】
(1)由图可知,在段汽车的牵引力不变,而水平方向的阻力恒定,根据牛顿第二定律可知,汽车做加速度不变的加速运动;在段汽车的牵引力减小,根据牛顿第二定律可知,汽车做加速度减小的加速运动,此过程中的斜率不变,所以保持不变,以恒定的功率加速,直到速度达到最大;
(2)当汽车的速度为时,牵引力为:
(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大,阻力为:
加速度为:
(4)与点对应的速度即匀加速运动过程的最大速度:
故匀加速运动过程所用时间:
当汽车的速度为10 m/s时处于图线段,故此时的功率为最大功率:
【题目】小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时,从打下的若干纸带中选出了如图1所示的一条纸带,已知打点计时器使用的电源频率为50Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离如纸带上所示.
(1)为了达到实验的目的,除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外,还需要的仪器有___
A.刻度尺 B.铁架台 C.停表 D.天平
(2)图中两计数点的时间间隔为T=_________s.
(3)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度,请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5=__________m/s(结果保留3位有效数字),并填入表中.
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
t/s | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
0.358 | 0.400 | 0.440 | 0.485 | 0.570 |
(4)以速度v为纵轴、时间t为横轴在图2坐标纸上建立直角坐标系,根据表中的v、t数据,在坐标系中描点,并作出小车运动的v﹣t图象.
(________)
(5)根据v﹣t图象可知,小车运动的加速度大小为_______________m/s2(结果保留3位有效数字).