题目内容
3.如图a、b所示,是一辆质量为m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻经过同一站牌的两张照片.当t=0时,汽车刚启动,在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动.图c是车内水平横杆上用轻绳悬挂的拉手环经放大后的图象,轻绳与竖直方向的夹角为θ=37°.g取10m/s2,根据题中提供的信息,可以计算出的物理量有( )A. | 汽车的长度 | B. | 第3s末汽车的速度 | ||
C. | 第3s末汽车牵引力的功率 | D. | 3s内合外力对汽车所做的功 |
分析 从图c中求出汽车的加速度的,根据初速度、时间、加速度可求出汽车的位移以及汽车的速度.根据加速度可求出汽车所受的合外力.从而得出合力做功的大小.
解答 解:根据c图对手环进行受力分析,受重力和绳的拉力,合力水平向右,F合=mgtanθ,根据牛顿第二定律可以知道手环的加速度a=$\frac{{F}_{合}}{m}$=gtanθ=7.5m/s2,
故汽车的加速度也是7.5m/s2.
由a、b两图可知汽车的长度就是3s内的位移,L=${v}_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}$×7.5×9m=33.75m,汽车的长度可以算出,故A正确;
B、第3s末汽车的速度v=v0+at=22.5m/s,可以算出,故B正确;
C、第3s末汽车牵引力的功率p=Fv,已知3s末的瞬时速速,如果再知道牵引力就可以算汽车瞬时功率了,根据牛顿第二定律可以算出汽车的合外力,但是不知道汽车所受的阻力,就不能算出牵引力,所以不能算出3s末的瞬时功率,故C错误;
D、合外力对物体所做的功可以根据动能定理去解,${W}_{合}=\frac{1}{2}m{v}^{2}-0$=1.52×106J,故D正确.
故选:ABD
点评 解决本题的关键通过c图求出汽车的加速度,从而得出位移和末速度以及合力的大小.
练习册系列答案
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20.水平面上的物体某时刻起受到方向不变、大小如图(a)所示的水平拉力F作用,物体前2s内运动的v-t图象如图(b)所示,则( )
A. | 物体的质量为1kg | B. | 3s末物体的速度为零 | ||
C. | 第1s内力F做功的平均功率为4W | D. | 前3s内力F做的功为9J |
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