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4.质量为2000kg、额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度为20m/s.若汽车从静止开始匀加速启动,加速度大小为2m/s2,最终以最大速度匀速行驶,运动中汽车所受空气阻力和摩擦阻力(这里统称为阻力)的大小不变.求:
(1)汽车所受阻力的大小.
(2)汽车做匀加速运动的时间.
(3)若汽车爬坡时,所受阻力与平直公路行驶的阻力相等,则汽车在倾角为30°的坡面上最多能以多大的速度匀速行驶?

分析 (1)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=Ffvm求出汽车所受的恒定阻力大小.
(2)根据牛顿第二定律求出牵引力,根据牵引力的大小,结合P=Fv求出匀加速运动的末速度,根据速度时间公式求出匀加速运动的时间.
(3)根据牵引力的大小以及根据P=Fv即可求出;

解答 解:(1)当F=Ff时,速度最大,所以根据vm=$\frac{{P}_{额}}{{F}_{f}}$得:
Ff=$\frac{{P}_{额}}{{v}_{m}}$=$\frac{80×1{0}^{3}}{20}$N=4000 N?
(2)根据牛顿第二定律,得:F-Ff=ma
加速度大小为2m/s2,时是牵引力:F=4000+2000×2=8000N
根据P=Fv可知:随v的增加,直到功率等于额定功率时:
$v′=\frac{P}{F}=\frac{80×1{0}^{3}}{8000}=10$m/s
又:v′=at
所以:t=$\frac{v′}{a}=\frac{10}{2}=5$s
(3)汽车在斜坡上的牵引力:F′=mgsinθ+Ff
又:P=F′•vm
代入数据,联立得:vm′=5.7m/s
答:(1)汽车所受阻力的大小是4000N.
(2)汽车做匀加速运动的时间是5s.
(3)若汽车爬坡时,所受阻力与平直公路行驶的阻力相等,则汽车在倾角为30°的坡面上最多能以5.7m/s的速度匀速行驶.

点评 解决本题的关键掌握恒定功率启动和恒定加速度启动过程的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,知道加速度为零时,速度最大.

练习册系列答案
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2.下列说法正确的是(  )
A.波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的干涉
B.波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的波的频率会变小
C.自然光经过偏振片后会变成偏振光,说明光是一种横波
D.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散

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15.质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放,落在地面后出现一个深度为h的坑,忽略空气阻力,如图所示,在此过程中(  )
A.重力对物体做功为mgHB.物体的机械能减少了mg(H+h)
C.物体克服阻力做功为mghD.物体的最大动能等于mg(H+h)

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12.某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验,推一下长木板上的小车a(左端粘有橡皮泥),使它做直线运动,然后与原来静止的小车b相碰并粘在一起继续做直线运动.在小车a的后面连着纸带并穿过打点计时器,打点计时器接50Hz的交变电流,如图甲所示.                                                 
(1)若长木板右端下方适当垫些小木片,是为了平衡摩擦力;
(2)若已得到打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距,A为运动起点,则应该选择BC段来计算a的碰前的速度,应选择DE段来计算a和b碰后的共同速度(以上空格选填“AB”“BC”“CD”或“DE).
(3)已测得小车a的质量m1=0.40kg,小车b的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得碰前m1v0=0.420kg•m/s;碰后(m1+m2)v=0.416kg•m/s(结果均保留三位有效数字).实验误差产生的原因可能是纸带与限位孔间存在摩擦力(填写一条即可)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

19.我国的动车技术已达世界水平,“高铁出海”将在我国“一带一路”战略构想中占据重要一席,某辆动车质量为5.0×105kg,发动机的额定输出功率为3.6×107W,假设该动车均在平直路面行驶,受到的阻力f恒为6.0×105N,g取10m/s2,问:
(1)在额定输出功率下动车最大速度为多少?
(2)若动车以额定输出功率启动,则当速度为10m/s时,加速度为多少?
(3)若动车以1.2m/s2的加速度匀加速启动,则能维持匀加速运动的时间为多少?

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9.“北斗二号”地球卫星导航系统由中轨道、高轨道和同步卫星等组成,已知三种卫星中,中轨道卫星离地最近,同步卫星离地最远.则下列说法中错误的是(  )
A.中轨道卫星的线速度小于高轨道卫星的线速度
B.中轨道卫星的角速度大于同步卫星的角速度
C.高轨道卫星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度
D.若一周期为8h的中轨道卫星,某时刻在同步卫星的正下方,则经过12h仍在该同步卫星的正下方

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16.如图所示,电路中所有元件完好,光照射到光电管上,灵敏电流计中没有电流通过.其原因可能是(  )
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13.如图所示,两个啮合转动的齿轮,其中小齿轮半径为10cm,大齿轮半径为20cm,A、B两点分别为两个齿轮边缘上的点.则A、B两点的(  )
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18.如图所示,用水平恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A由静止开始运动到B的过程中,下列说法正确的是(  )
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B.有摩擦力时比无摩擦力时,合力做的功多
C.有摩擦力时比无摩擦力时,F做功的功率小
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