题目内容

1.质量为m的磁悬浮列车以一定的功率P从静止开始直线加速,已知其在运动过程中所受阻力正比于其速率,下图描绘了磁悬浮列车动能随位移变化的图象,图中Ekm为已知量,则下列说法正确的是(  )
A.加速过程列车所受阻力不断增加,所以牵引力不断增大
B.由于图线切线斜率不断减小,可以判断车所受合外力不断减小
C.由题设条件可以计算车达到最大动能Ekm经历时间为t=$\frac{{E}_{km}}{P}$
D.由题设条件可以计算车动能Ek(Ek<Ekm)时车的加速度

分析 根据速度的变化得出阻力的变化,结合P=Fv判断牵引力的变化.图线的斜率表示合力的大小,结合图线的斜率判断合力的变化.根据动能定理求出最大动能与时间的关系.

解答 解:A、在加速过程中,由于f=kv,可知阻力不断增加,因为速度增大,根据P=Fv知,牵引力逐渐减小,故A错误.
B、动能与位移x图线的斜率表示合力的大小,图线的斜率不断减小,则列车所受的合外力不断减小,故B正确.
C、根据动能定理知,Pt-Wf=Ekm,所以t$≠\frac{{E}_{km}}{P}$,故C错误.
D、根据最大动能和质量可以求出列车的最大速度,根据f=$k{v}_{m}=\frac{P}{{v}_{m}}$,可以求出比例常数,当动能为Ek,则可以求出此时的速度和阻力,根据P=Fv求出牵引力的大小,结合牛顿第二定律求出加速度,故D正确.
故选:BD.

点评 解决本题的关键理清列车在整个过程中的运动规律,知道速度最大时,牵引力等于阻力,知道图线的斜率表达式合力的大小,有一定的难度.

练习册系列答案
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11.一研究性学习小组采用图1示实验装置来探究“加速度与力、质量的关系”.图1中A为小车,B为打点计时器,C为弹簧测力计,P为小桶(内有细沙),一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置.实验前,把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度,以平衡摩擦力.实验时,先接通电源再松开小车,并记下小车运动过程中弹簧测力计的示数作为小车所受的合力.

(1)本实验中是否要满足小桶(含内部细沙)的质量远小于小车的质量否.(填“是”或“否”)
(2)实验中得到的一条纸带如图2所示,打点计时器使用的电源频率为50Hz,纸带上相邻两个计数点之间有四个计时点未画出,测量可得2、4点间距离为16.0mm,4、6点间距离为32.1mm,6、8点间距离为48.0mm,8、10点间距离为64.1mm,则小车的加速度为0.4m/s2
(3)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω•m,再利用图3示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.
可供使用的器材有:
电流表:量程0.6A,内阻约0.2Ω;
电压表:量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值20Ω;
定值电阻:R0=3Ω;
电源:电动势6V,内阻可不计;
开关、导线若干.
回答下列问题:
①实验中滑动变阻器应选R2(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至a端(选填“a”或“b”).
②在实物图4中,已正确连接了部分导线,请根据实验电路图完成剩余部分的连接.

③调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图5所示,读数为2.30V.
④导线实际长度为94m(保留2位有效数字).

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