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质量M=3.0×106kg的列车,在恒定的额定功率下,沿平直的轨道由静止开始出发,在运动的过程中受到的阻力为f.列车达到最大行驶速度v=30m/s后,某时刻司机得知前方x=1.5×103m处的轨道被毁坏,便立即紧急刹车,刹车时汽车受到的阻力为原来的9倍,结果列车正好到达轨道毁坏处停下.求:
(1)列车刹车过程中加速度的大小;
(2)列车的额定功率P.
分析:(1)根据匀变速直线运动的速度位移公式求出列车刹车过程中的加速度大小.
(2)根据牛顿第二定律求出刹车过程中的阻力,从而得出匀速行驶的阻力大小,结合P=Fv求出列车的额定功率.
解答:解:(1)刹车后列车做匀减速运动直到停下,设加速度大小为a
v2=2ax  
代入数据联立解得:a=0.3m/s2  
(2)刹车后列车水平方向受二力作用,由牛顿第二定律:
9f=Ma   f=1.0×105
当列车达到最大速度时,加速度为零,即牵引力F=f
所以:P=Fv 
代入数据得:P=3.0×106
答:(1)列车刹车过程中加速度的大小为0.3m/s2
(2)列车的额定功率为3.0×106W.
点评:本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两块平行金属板MN、PQ竖直放置,两板间的电势差U=1.6×103 V,现将一质量m=3.0×10-2 kg、电荷量q=+4.0×10-5 C的带电小球从两板左上方的A点以初速度v0=4.0m/s水平抛出,已知A点距两板上端的高度h=0.45m,之后小球恰好从MN板上端内侧M点进入两板间匀强电场,然后沿直线运动到PQ板上的C点,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)带电小球到达M点时的速度大小和与MN的夹角θ;
(2)C点到PQ板上端的距离L
(3)小球到达C点时的动能Ek

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,水平放置的平行板电容器的两极板M、N,接上直流电源.上极板M的中央有一小孔A,在A的正上方h处的B点,有一小油滴自由落下.已知小油滴的电量Q=3.5×10-14 C,质量m=3.0×10-9kg.当小油滴即将落到下极板时速度恰为零.两极板间的电势差U=6×105 V(不计空气阻力,g=10m/s2)求:?(1)两极板间的电场强度E;
(2)设平板电容器的电容C=4.0×10-12 F,则该电容器带电量Q是多少?
(3)B点在A点的正上方 h多高处?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在真空室内x轴正半轴M(
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10
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点固定一负的点电荷,电量Q=-6.4×10-6C.点电荷左侧的电场分布以y轴为界限.在x轴负半轴远离原点某处有一粒子放射源不断沿x轴正向放射出速度相同的带正电的粒子.粒子质量m=3.0×10-27kg,电量q=+3.2×10-19C,速率v=3.2×106m/s.为使带电粒子进入y轴右侧后作匀速圆周运动,最终打在位于x正半轴点电荷右侧的荧光屏上(未画出),可在y轴左侧加一个方向垂直纸面向外、圆心在x轴上的圆形匀强磁场区域,其磁感应强度B=0.30T.不计粒子重力,静电力常数K=9×109N?m2/C2.求:
(1)所加圆形匀强磁场区域的圆心坐标.
(2)所加磁场的区域半径.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图,竖直面内两根光滑平行金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块,滑块始终与导轨保持良好接触.电源提供的强电流经导轨、滑块、另一导轨流回电源.同时电流在两导轨之间形成较强的磁场(可近似看成匀强磁场),方向垂直于纸面,其强度与电流的大小关系为B=kI,比例常数k=2.5×10-6T/A.已知两导轨内侧间距l=1.5cm,滑块的质量m=3.0×10-2kg,滑块由静止开始沿导轨滑行S=5m后获得的发射速度v=3.0×103m/s(此过程可视为匀加速运动).求:
(1)发射过程中通过滑块的电流强度;
(2)若电源输出的能量有5%转换为滑块的动能,发射过程中电源的输出功率;
(3)若滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在光滑水平面上的砂箱,它最终嵌入砂箱的深度为s.设砂箱质量M,滑块质量为m,写出滑块对砂箱平均冲击力的表达式.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在真空室内x轴正半轴M(
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点固定一负的点电荷,电量Q=-6.4×10-6C.点电荷左侧的电场分布以y轴为界限.在x轴负半轴远离原点某处有一粒子放射源不断沿x轴正向放射出速度相同的带正电的粒子.粒子质量m=3.0×10-27kg,电量q=+3.2×10-19C,速率v=3.2×106m/s.为使带电粒子进入y轴右侧后作匀速圆周运动,最终打在位于x正半轴点电荷右侧的荧光屏上(未画出),可在y轴左侧加一个方向垂直纸面向外、圆心在x轴上的圆形匀强磁场区域,其磁感应强度B=0.30T.不计粒子重力,静电力常数K=9×109N-m2/C2.求:
(1)所加圆形匀强磁场区域的圆心坐标.
(2)所加磁场的区域半径.
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