题目内容
14.完全相同的两辆汽车,都拖着完全相同的拖车(与汽车质量相等)以相同的速度在平直公路上以速度v匀速齐头前进,汽车与拖车的质量均为m,某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后,甲汽车保持原来的牵引力继续前进,乙汽车保持原来的功率继续前进,经过一段时间后甲车的速度变为2v,乙车的速度变为1.5v,若路面对汽车的阻力恒为车重的0.1倍,则此时( )| A. | 甲乙两车在这段时间内的位移之比为4:3 | |
| B. | 甲车的功率增大到原来的2倍 | |
| C. | 甲乙两车在这段时间内克服阻力做功之比为12:11 | |
| D. | 甲乙两车在这段时间内牵引力做功之比为3:2 |
分析 汽车的两种启动方式:一是以恒定的牵引力做匀加速运动,另一种是以恒定的功率做加速运动,
考虑到P=Fv,以恒定功率加速运动的汽车随着速度的增大而牵引力减小,故做加速度减小的加速运动.
开始时甲乙的初速度相同,加速度相同,但甲始终做匀加速运动,乙做加速度减小的加速运动,固甲超在乙车前,利用牛顿运动定律即可求解.
解答 解:AB、由题意可知,甲汽车的牵引力:F=0.2mg,
两车原先的功率:P=0.2mgv,
由于甲的速度变为原来的2倍,所以功率为原来的2倍,故B正确;
以甲车为研究对象,由于做匀加速运动,
由牛顿第二定律得,甲车的加速度:$\frac{F-0.1mg}{m}$
a=$\frac{F-0.1mg}{m}$=0.1g=1m/s2;
由运动学公式得,运动的时间:
t=$\frac{v}{a}$=$\frac{v}{1}$=v,
由速度位移公式得,甲车运动的位移:
x1=$\frac{(2v)^{2}-{v}^{2}}{2a}$=$\frac{3}{2}$v2,
再以乙为研究对象,乙以恒定功率运动,
由动能定理得,Pt-0.1mgx2=$\frac{1}{2}$m(1.5v)2-$\frac{1}{2}$mv2,
解得:x2=$\frac{11}{8}$v2,
所以,甲乙两车在这段时间内的位移之比:
x1:x2=$\frac{3}{2}$v2:$\frac{11}{8}$v2=12:11,故A错误;
C、根据功的公式可知,甲、乙两车在这段时间内克服阻力做功之比为12:11,故C正确;
D、甲的牵引力做功为:W1=Fx1=0.2mg×$\frac{3}{2}$v2=3mv2
乙以恒定功率运动,由动能定理得:
Pt-0.1mgx2=$\frac{1}{2}$m(1.5v)2-$\frac{1}{2}$mv2,
解得:Pt=2mv2,即W2=Pt=2mv2,
所以甲、乙两车在这段时间内牵引力做功之比为:
W1:W2=3mv2:2mv2=3:2,故D正确.
故选:BCD.
点评 解答本题应先判断出两车的启动方式,据此先求出牵引力和原先的功率,熟练应用动能定理和运动学公式即可正确解题,有一定的难度.
| A. | ABCD回路中没有感应电流 | |
| B. | A点电势比B点电势高 | |
| C. | 电容器a、b两极板分别带上正电和负电 | |
| D. | Uba<UDA=UCB |
| A. | 运动员下滑的过程中减少的重力势能大于产生的热量 | |
| B. | 运动员下滑的过程所受合外力恒定不变 | |
| C. | 运动员与雪面的动摩擦因数变小 | |
| D. | 运动员下滑过程中重力的瞬时功率不断减小 |
| A. | A球的质量可能为0.4kg | B. | A球的质量可能为0.5kg | ||
| C. | A球碰撞后的速度不可能为4m/s | D. | A球碰撞后的速度不可能为10m/s |
| A. | 将香水瓶盖打开后香味扑面而来,这一现象说明分子在永不停息地运动 | |
| B. | 布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体分子的运动 | |
| C. | 悬浮在液体中的颗粒越大布朗运动越明显 | |
| D. | 布朗运动的剧烈程度与温度无关 |