题目内容
16.(1)求比例系数k;
(2)现使卡车乙恒定功率P沿斜坡向上行驶,达到的最大速度为53km/h,求功率P;
(3)当卡车以54km/h开上平台后,继续保持次恒定功率行驶10s,再次达到匀速行驶,其卡车开上平台后到匀速行驶的过程中克服阻力所做的功.
分析 卡车在斜面上下滑时,当阻力和重力分力平衡时卡车速度最大,依列式求解即可,当卡车沿斜面向上行驶时,牵引与阻力以及重力的分力平衡,根据平衡求得此时的牵引力,再根据P=FV求得卡车此时的功率;当卡车冲上平台后,因牵引力大于阻力,故卡车将做加速运动,由于卡车功率一定,故随着速度的增加卡车的牵引力将减小,当牵引力与阻力平衡时卡车将开始做匀速运动,此时的速度即为卡车以该功率运动时的最大速度.在这一过程中卡车发动机做的功W=Pt,阻力做功Wf,则合外力做的功等于卡车动能的变化.列式求解即可.
解答 解:(1)卡车沿斜面下滑时受到沿斜面向上的阻力,当汽车所受阻力与重力沿斜面向下的分力大小相等时,汽车具有最大速度,所以有:
mgsinθ=kvm
则根据题意有:k=$\frac{mgsinθ}{{v}_{m}}$=$\frac{5×1{0}^{3}×10×\frac{1}{30}}{\frac{12}{3.6}}$=500Ns/m
(2)汽车沿斜面向上行驶时,沿斜面方向受到向上的牵引力F和沿斜面向下的阻力f和沿斜面向下的重力分力mgsinθ,当汽车速度最大时有:
F=f+mgsinθ
根据题意有当汽车速度最大时汽车所受的阻力为:f=kvm
所以有汽车速度最大时的牵引力:F=kvm+mgsinθ
根据P=FV得此时汽车的功率:P=Fvm=$k{v}_{m}^{2}+mgsinθ{v}_{m}$
解得:P=137.5KW;
(3)卡车开上平台后,受牵引力和阻力作用,卡车先做加速度逐渐减小的加速运动,当汽车牵引力等于阻力时卡车做匀速直线运动,令此时卡车速度为v2
则根据题意有:此时卡车牵引力:F2=f2=kv2
卡车的功率:P=${F}_{2}{v}_{2}=k{v}_{2}^{2}$
故有:$\frac{P}{k}$=${v}_{2}^{2}$
卡车平台上运动40s的过程中对卡车使用动能定理有:
$Pt+{W}_{f}=\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
${W}_{f}=\frac{1}{2}m({v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2})-Pt$
代入数据得:Wf=-1.25×106J;
故克服阻力做功为1.25×106J;
答:(1)比例系数为500Ns/m;
(2)功率为137.5Kw;
(3)卡车开上平台后到匀速行驶的过程中克服阻力所做的功为1.25×106J;
点评 本题要注意在第一问中比例系数K是有单位的,二是卡车运动速度最大时牵引力和阻力大小相等;三是熟练利用动能定理求解卡车在平台上的变速运动问题.
| A. | 两球通过的位移大小相等 | |
| B. | 重力对两小球做功相同 | |
| C. | 重力对两小球做功的平均功率相同 | |
| D. | 落地时,重力对两小球做功的瞬时功率相同 |
| A. | 4.4J和6J | B. | 4.4J和-6J | C. | 10.4J和0 | D. | 0和-10.4J |
| A. | A、B两点的电场强度相同 | |
| B. | O点的电场强度为零 | |
| C. | O、C、D三点的电场强度相同 | |
| D. | 将另一电荷+q沿CD连线从C点到D的过程中,电势能先减小后增大 |
| A. | A点的场强小于B点的场强 | |
| B. | B点的电势低于A点的电势 | |
| C. | AB两点间的电势差值为$\frac{m{v}_{0}^{2}}{2q}$ | |
| D. | 负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 |
| A. | 闭合线圈在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流 | |
| B. | 线圈不闭合时,若穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中没有感应电流,但有感应电动势 | |
| C. | 感应电流的磁场总是与原磁场的方向相反 | |
| D. | 法拉第通过实验研究,总结出电磁反应现象中感应电流方向的规律 |
| A. | 恒力F所做的功等于$\frac{Fh}{sinθ}$ | |
| B. | 金属棒上滑的速度为$\frac{(F-mgsinθ)R}{{B}^{2}{l}^{2}}$ | |
| C. | 整个回路中产生的焦耳热为$\frac{Fh}{sinθ}$-mgh | |
| D. | 作用于金属棒上的各个力所做的功等于mgh与整个回路中产生的焦耳热之和 |
| A. | 物体A一定受到5个力 | B. | 物体A可能受到4个力 | ||
| C. | 物体B一定受到4个力 | D. | 物体B可能受到3个力 |
| A. | 跳高运动员起跳后之所以能够继续上升,是由于还受到向上的力的作用 | |
| B. | 战斗机投入战斗前要抛掉副油箱是为了减小惯性,从而提高灵活性 | |
| C. | 各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带是为了减小乘客的惯性 | |
| D. | 惯性是物体抵抗运动状态变化的“本领”,因此运动状态不变化物体就无惯性 |