【题目】如图所示,在水平路段AB上有一质量为2kg的玩具汽车,正以10m/s的速度向右匀速运动,玩具汽车前方的水平路段AB、BC所受阻力不同,玩具汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图所示(在t=15s处水平虚线与曲线相切),运动过程中玩具汽车电机的输出功率保持20W不变,假设玩具汽车在两个路段上受到的阻力分别有恒定的大小.(解题时将玩具汽车看成质点)
(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力f1;
(2)求汽车刚好开过B点时的加速度a
(3)求BC路段的长度.
【答案】(1)f1=5N (2) a=1.5 m/s2 (3)x=58m
【解析】
根据“汽车电机的输出功率保持20W不变 ”可知,本题考查机车的启动问题,根据
图象知汽车在AB段匀速直线运动,牵引力等于阻力,而牵引力大小可由瞬时功率表达式求出;由图知,汽车到达B位置将做减速运动,瞬时牵引力大小不变,但阻力大小未知,考虑在t=15s处水平虚线与曲线相切,则汽车又瞬间做匀速直线运动,牵引力的大小与BC段阻力再次相等,有瞬时功率表达式求得此时的牵引力数值即为阻力数值,由牛顿第二定律可得汽车刚好到达B点时的加速度;BC段汽车做变加速运动,但功率保持不变,需由动能定理求得位移大小.
(1)汽车在AB路段时,有F1=f1
P=F1v1
联立解得:f1=5N
(2)t=15 s时汽车处于平衡态,有F2=f2
P=F2v2
联立解得:f2=2N
t=5s时汽车开始加速运动,有F1-f2=ma
解得a=1.5m/s2
(3)对于汽车在BC段运动,由动能定理得:
解得:x=58m
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【题目】如图所示,向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)。如果不计大气压的变化,这就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积是360 cm3,吸管内部粗细均匀,横截面积为0.2 cm2,吸管的有效长度为20cm,当温度为25℃时,油柱离管口10cm。
(i)估算这个气温计的测量范围
(ii)证明吸管上标刻温度值时,刻度线一定均匀分布
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【题目】重力为G的物体静止在倾角为的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力和平行斜面向下的力,那么
A. 就是物体对斜面的压力
B. 就是物体受到的静摩擦力
C. 物体对斜面的压力方向与方向相同,大小为
D. 物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、和共五个力的作用
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【题目】如图所示,电源电动势为E,电源内阻为r=1Ω,定值电阻R1=4Ω,滑动变阻器R2变化的范围为0~10Ω,以下说法正确的是
A. 当R2=3Ω时,电源的输出功率最大
B. 当R2=3Ω时,R1上获得的功率最大
C. 当R2=3Ω时,电源的效率最大
D. 当R2=5Ω时,R2上获得的功率最大
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【题目】如图所示,在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l.水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态.小物块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回,经水平轨道返回圆形轨道.已知R=0.2m,l=1.0m,v0=2m/s,物块A质量为m=1kg,与PQ段间的动摩擦因数为μ=0.2,轨道其他部分摩擦不计,取g=10m/s2.求:
(1)物块A与弹簧刚接触时的速度大小.
(2)物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度.
(3)调节PQ段的长度l,A仍以v0从轨道右侧冲上轨道,当l满足什么条件时,A物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道.
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【题目】某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图1所示,轻弹簧放置在倾斜的长木板上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接.向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.
(1) 实验中涉及下列操作步骤:
① 松手释放物块;
② 接通打点计时器电源;
③ 木板一端抬高以平衡摩擦;
④ 向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量.
上述步骤正确的操作顺序是________(填序号).
(2) 甲同学实际打点结果如图2所示,观察纸带,判断测量值比真实值________(选填“偏小”或“偏大”).
(3) 乙同学实际打点结果如图3所示.打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,小车质量为200 g,结合纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s,相应的弹簧的弹性势能为________J.(结果均保留两位有效数字)
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【题目】如图,在水平地面的平板小车上放一质量m=2kg的滑块,滑块与车上右侧挡板同连接水平的轻弹簧,小车在水平向右的力作用下以a=1m/s2的加速度做匀加速运动,运动过程中弹簧处于压缩状态,弹力为1N,滑块与小车保持相对静止,现减小外力使小车的加速度逐渐减小到零,则
A. 弹簧的弹力逐渐减少
B. 滑块受到的摩擦力保持不变
C. 当小车加速度为零时,滑块不受摩擦力作用
D. 滑块与小车仍保持相对静止
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【题目】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是( )
A. 摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B. 在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力
C. 摩天轮转动一周的过程中,乘客的向心加速度不变
D. 摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
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【题目】如图,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是
A.b点的电势为零,电场强度也为零
B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右
C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功
D.将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点,后者电势能的变化较大
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