题目内容

质量m＝1.0×104 kg的汽车，在平直路面上行驶时，其发动机的功率和所受的阻力都不变.已知汽车速度v1＝5.0 m/s时，其加速度a1＝0.75 m/s2；速度v2＝10.0 m/s时，其加速度a2＝0.25 m/s2.求：

（1）汽车发动机的功率P；

（2）汽车可能达到的最大速率vmax。

（1）（2）

【解析】 （1）(6分)设汽车发动机功率为P，汽车所受阻力为Fμ，当汽车的速度为v1、v2时，汽车的牵引力相应为F1、F2.由牛顿第二定律，有

F1－Fμ＝ma1，

F2－Fμ＝ma2.

由P＝Fv，有

F1＝，F2＝.

将以上各式联立解得

Fμ＝2.5×103 Ｎ，P＝5.0×104 W.

（2）（4 分）当汽车牵引力减小至与阻力相等时，汽车达到最大速率.设此时牵引力为F′，则有vmax＝，F′＝Fμ

解得  vmax＝20m／s.

练习册系列答案
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在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E＝6.0×105N/C，方向与x轴正方向相同．在O处放一个电荷量q＝－5.0×10－8C，质量m＝1.0×10－2kg的绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，沿x轴正方向给物块一个初速度v0＝2.0m/s，如上图所示．(g取10m/s2)试求：

(1)物块向右运动的最大距离．

(2)物块最终停止的位置．

在足够大的绝缘光滑水平面上有一质量m＝1.0×10－3kg、带电量q＝1.0×10－10C的带正电的小球，静止在O点．以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系xOy.在t0＝0时突然加一沿x轴正方向、大小E1＝2.0×106V/m的匀强电场，使小球开始运动．在t1＝1.0s时，所加的电场突然变为沿y轴正方向、大小E2＝2.0×106V/m的匀强电场．在t2＝2.0s时所加电场又突然变为另一个匀强电场E3，使小球在此电场作用下在t3＝4.0s时速度变为零．求：
(1)在t1＝1.0s时小球的速度v1的大小；
(2)在t2＝2.0s时小球的位置坐标x2、y2；
(3)匀强电场E3的大小；

（15分）如图所示，直线OA与x轴成135°角，x轴上下方分别有水平向右的匀强电场E1和竖直向上的匀强电场E2，且电场强度E1＝E2＝10N/C，x轴下方还存在垂直于纸面向外的匀强磁场B，磁感应强度B＝10T。现有一质量m＝1.0×10－5kg，电荷量q＝1.0×10－5C的带正电尘粒在OA直线上的A点静止释放，A点离原点O的距离d＝m(g取10m/s2，)．求：

(1)尘粒刚进入磁场区域时的速度v的大小；

(2)从进入磁场区域开始到离开磁场区域所经历的时间t；

(3)第一次回到OA直线上的某位置离原点O的距离L。

 

如图所示的空间分布Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，各边界面相互平行，Ⅰ区域存在匀强电场，电场强度E＝1.0×104 V/m，方向垂直边界面向右．Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场，磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里，磁感应强度分别为B1＝2.0 T、B2＝4.0 T．三个区域宽度分别为d1＝5 m、d2＝d3＝6.25 m，一质量m＝1.0×10－8 kg、电荷量q＝1.6×10－6 C的粒子从O点由静止释放，粒子的重力忽略不计．求：

(1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v；

(2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t；

(3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α.

 

(18分)如下图所示，一根长 L = 1.5m 的光滑绝缘细直杆MN ，竖直固定在场强为 E =1.0 ×105N / C 、与水平方向成θ＝300角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球 A（可视为点电荷） ，电荷量Q＝+4.5×10－6C；另一带电小球 B（可视为点电荷） 穿在杆上可自由滑动， 电荷量q＝+1.0 ×10一6 C，质量m＝1.0×10一2 kg 。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。（静电力常量k＝9.0×10 9N·m2／C2，取 g =10m / s2)

( l ）小球B开始运动时的加速度为多大？

( 2 ）小球B 的速度最大时，距 M 端的高度 h1为多大？

( 3 ）小球 B 从 N 端运动到距 M 端的高度 h2＝0.61m 时，速度为v＝1.0m / s ，求此过程中小球 B 的电势能改变了多少？

 

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