题目内容
质量为4 000 kg的汽车,由静止开始以恒定的功率前进,它经100/3 s的时间前进425 m,这时候它达到最大速度15 m/s.假设汽车在前进中所受阻力不变,求阻力为多大.
解析:
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解:汽车在运动过程中功率恒定,速度增加,所以牵引力不断减小,当减小到与阻力相等时速度达到最大值.汽车所受的阻力不变,牵引力是变力,牵引力所做的功不能用功的公式直接计算.由于汽车的功率恒定,汽车功率可用P=Fv求,速度最大时牵引力和阻力相等,故P=Fvm=fvm,所以汽车的牵引力做的功为W汽车=Pt=fvmt根据动能定理有: W汽车-fs= 代入数值解得:f=6 000 N. |
(10分)现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图;
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(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒,
与s的关系式为
= ________。
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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S(m) |
0.600 |
0.800 |
1.000 |
1.200 |
1.400 |
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t(ms) |
8.22 |
7.17 |
6.44 |
5.85 |
5.43 |
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1/t2(104s-2) |
1.48 |
1.95 |
2.41 |
2.92 |
3.39 |
以s为横坐标,
为纵坐标,请你在图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=__________
(保留3位有效数字)。
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出
直线的斜率
,将k和
进行比较,若其差值在实验误差允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律。