题目内容
12.地铁列车可实现零排放,是替代燃油公交车的理想交通工具.若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20s达到最高速度72km/h,再匀速运动80s,接着匀减速运动15s到达乙站停住.设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N,匀速阶段牵引力的功率为6×103kW,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功.(1)求甲站到乙站的距离;
(2)如果使用燃油公交车作为交通工具,从甲站到乙站牵引力做的功与地铁列车牵引力的功相同,求公交车排放气体污染物的质量.(燃油公交车牵引力每做1焦耳功,排放气体污染物3×10-6克)
分析 (1)根据匀变速直线运动平均速度的推论求出匀加速和匀减速运动的位移,结合匀速运动的位移,求出总位移的大小.
(2)分别由功的计算公式:W=FS和W=Pt求出牵引力对列车做的功,结合燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3×10-6克即可求解.
解答 解:(1)72km/h=20m/s,
地铁匀加速运动的位移为:s1=$\frac{1}{2}v{t}_{1}$,
地铁匀减速运动的位移为:s3=$\frac{1}{2}v{t}_{3}$,
地铁匀速运动的位移为:s2=vt2,
甲站到乙站的距离为:s=s1+s2+s3,
联立以上各式,并代入数据解得:s=1950m,
(2)地铁匀加速运动过程中,牵引力做的功为:W1=Fs1,
地铁匀速运动过程中,牵引力做的功为:W2=Pt2,
地铁从甲站到乙站,牵引力做的总功为:W=W1+W2,
燃油公交车运行中做的功为:W′=W=6.8×108J
燃油公交车牵引力每做1焦耳功,排放气体污染物3×10-6g=3×10-9kg
公交车排放气体污染物的质量为:m=3×10-9×6.8×108kg=2.04kg
答:(1)甲站到乙站的距离是1950m;
(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,公交车排放气态污染物的质量是2.04kg.
点评 该题结合机车的功与功率的问题考查匀变速直线运动的综合应用,解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式,并能灵活运用,难度适中.
练习册系列答案
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2.在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触其上一点,石蜡熔化的范围分别如图a、b、c所示,而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图d所示.则下列判断正确的是( )

| A. | 图a、b表明甲、乙两种固体在导体在导热性能上各向同性,甲、乙一定是非晶体 | |
| B. | 图c表明丙固体在导热性能上各向异性,丙一定理单晶体 | |
| C. | 图d表明甲、丙一定是晶体,乙一定是非晶体 | |
| D. | 单晶体具有各向异性是由于在不同方向上物质颗粒的排列情况不同 |
3.
如图所示,在A、B两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷,O点为A、B连线的中点,M点位于A、B连线上,N点位于A、B连线的中垂线上.关于O、M、N三点的电场强度E和电势φ的判断正确的是( )
| A. | φN<φO | B. | φM<φO | C. | EN<EO | D. | EM<EO |
4.
如图所示,一个质量为m的木块静止并栓接在竖立于地面的轻质弹簧上,此时弹簧压缩到x1处,若再施加一竖直向下的外力,使弹簧再压缩到x2处,从撤出外力到将弹簧拉伸至最长 (弹簧的形变始终在弹性限度内)的过程中,下列说法正确的是( )
| A. | 重力对木块做负功,木块的重力势能一直增加 | |
| B. | 木块的机械能守恒,木块的加速度先减小后增大 | |
| C. | 木块在x1处的动能大于弹簧到原长时木块的动能 | |
| D. | 从x2到x1木块的动能和弹簧的弹性势能之和减小量等于木块的重力势能增加量 |
1.
一质点以初速度v0沿直线做加速运动,速度随位移变化的v-s图象如图所示,则下列判断中正确的是( )
| A. | 质点做匀加速运动 | B. | 速度与位移成正比 | ||
| C. | 质点的加速度逐渐增大 | D. | 质点所受合外力的功率可能不变 |
2.
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为质量为m的直导体棒.导体棒中通有垂直纸面向里的电流,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是( )
| A. | B=mg$\frac{sinα}{IL}$,方向竖直向上 | B. | B=mg$\frac{sinα}{IL}$,方向竖直向下 | ||
| C. | B=mg$\frac{tanα}{IL}$,方向竖直向上 | D. | B=mg$\frac{tanα}{IL}$,方向竖直向下 |