质量为2 000 kg的汽车在平直公路上行驶.所能达到的最大速度为20 m/s.设汽车所受阻力为车重的0.2倍..如果汽车在运动的初始阶段是以2 m/s2的加速度由静止开始做匀加速行驶.(g取10 m/s2)试求:(1)汽车的额定功率,(2)汽车在匀加速行驶时的牵引力,(3)在3 s内汽车牵引力所做的功,(4)汽车在第3 s末的瞬时功率, 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

质量为2 000 kg的汽车在平直公路上行驶，所能达到的最大速度为20 m/s，设汽车所受阻力为车重的0.2倍.（即f=0.2G）.如果汽车在运动的初始阶段是以2 m/s²的加速度由静止开始做匀加速行驶，（g取10 m/s²）试求：

（1）汽车的额定功率；

（2）汽车在匀加速行驶时的牵引力；

（3）在3 s内汽车牵引力所做的功；

（4）汽车在第3 s末的瞬时功率；

（1）80KW （2）8000N （3）72000J （4）48KW

练习册系列答案

．

（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：

/10⁴s^-2

为纵坐标，在图2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=

×10⁴ m^-1?s^-2（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

-s直线的斜率k₀，将k和k₀进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律．

（2011?海南）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点到导轨低端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；
（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

（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：

为纵坐标，在答题卡上对应图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=

2.40

×10⁴m^-1．?s^-2（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

-s直线的斜率k_o，将k和k_o进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律．

“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看做圆轨道)开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海.此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量).

(1)试导出用下列各物理量的符号表示散失能量E′的公式.

(2)算出E′的数值(结果保留两位有效数字).

坠落开始时空间站的质量M=1.17×10⁵ kg；

轨道离地面的高度为h=146 km；

地球半径为R=6.4×10⁶ m；

坠落空间范围内重力加速度取g=10 m/s²；

入海残片的质量m=1.2×10⁴ kg；

入海残片的温度升高ΔT=3 000 K；

入海残片的入海速度为声速v=340 m/s；

空间站材料每1 kg升温1 K平均所需能量c=1.0×10³ J；

每销毁1 kg材料平均所需能量μ=1.0×10⁷ J.

“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海.此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量).

(1)试导出用下列各物理量的符号表示散失能量E′的公式；

(2)算出E′的值(结果保留两位有效数字).

坠落开始时空间站的质量M＝1.17×10⁵ kg；

轨道离地面的高度h=146 km；

地球半径R＝6.4×10⁶ m；

坠落空间范围内重力加速度取g＝10 m/s²；

入海残片的质量m＝1.2×10⁴ kg；

入海残片的温度升高ΔT＝3 000 K；

入海残片的入海速度为声速v＝340 m/s；

空间站材料每1 kg升温1 K平均所需能量c＝1.0×10³ J；

每销毁1 kg材料平均所需能量μ＝1.0×10⁷ J.

原子在不停地做热运动，为了能高精度地研究孤立原子的性质，必须使它们几乎静止下来并能在一个很小的空间区域停留一段时间，例如纳米技术中需要移动或修补分子.科学家已发明了一种称为“激光制冷”的技术，原理如下：

在一个真空室内，一束非常准直的Na-23原子束（通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得，原子做热运动的速率近似为v₀=1 000 m/s),受一束激光的正面照射，如图15-2-3 所示.设原子处在基态，运动方向与激光光子的运动方向相反，选好激光频率使光子能量E等于钠原子第一激发态与基态间能量差，原子就能吸收它而发生跃迁，跃迁后原子的速度为v₁，随后该原子发射光子并回到基态.设所发射光子的运动方向与速度v₀的方向总是相同的，此时原子的速度为v₂,接着重复上述过程，直到原子的速度减小到零.

图15-2-3

（1）吸收与发射光子的总次数为多少？

（2）原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命，大小约为10^-8 s.忽略每次吸收与发射光子的时间，按上述方式，原子初速度v₀减小到零，共需多长时间？该时间内原子共走过的路程为多少？（E=3.36×10^-19 J，钠原子的质量m=3.84×10^-26 kg,N_A=6.0×10²³ mol^-1,c=3.0×10⁸ m/s）

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