(10分)动车组列车(如图17所示)是由几节自带动力的车厢(动车)加几节不带动力的车厢(拖车)编成一组,它将动力装置分散安装在多节车厢上。在某次试运行中共有4节动车和4节拖车组成动车组,每节动车可以提供Pe=750kW的额定功率,每节车厢平均质量为m=20t。该次试运行开始时动车组先以恒定加速度a=0.5m/s2启动做直线运动,达到额定功率后再做变加速直线运动,总共经过550s的时间加速后,动车组便开始以最大速度vm=270km/h匀速行驶。设每节动车在行驶中的功率相同,行驶过程中每节车厢所受阻力相同且恒定。求:
(1)动车组在匀加速阶段的牵引力大小;
(2)动车组在整个加速过程中每节动车的平均功率;
(3)动车组在整个加速过程中所通过的路程(计算结果保留两位有效数字)。
(1)1.2×105N (2) 715.9kW (3) 28km
解析试题分析:设动车组在运动中所受阻力为Ff,动车组的牵引力为F,
动车组以最大速度匀速运动时,F=Ff
动车组总功率 P=Fvm=Ff vm ,P=4Pe (1分)
解得 Ff =4×104N
设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为F?,
由牛顿第二定律有 F?- Ff= 8ma (1分)
解得 F?=1.2×105N (1分)
(2)设动车组在匀加速阶段所能达到的最大速度为v,匀加速运动的时间为t1,
由P=F?v 解得 v=25m/s (1分)
由运动学公式 v=at1 解得t1=50s
动车在非匀加速运动的时间 t2=t-t1=500s (1分)
动车组在加速过程中每节动车的平均功率
代入数据解得 =715.9kW(或约为716kW) (2分)
(3)设动车组在加速过程中所通过的路程为s,由动能定理
(1分)
解得 s=28km (2分)
考点:机车启动 牛顿第二定律 匀变速直线运动规律 动能定理
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
足球运动员常采用折返跑方式训练(如图所示),在直线跑道上每隔5m放一个空瓶,要求运动员以站立式起跑姿势站在起点“0”上,当听到“跑”的口令后,全力跑向“1”号瓶,推倒“1”号瓶后再全力跑向“2”号瓶,推倒“2”号瓶后……。运动员做变速运动时可看做匀变速直线运动,加速时加速度大小为4m/s2,减速时加速度大小为8m/s2,运动员推倒瓶子时速度为零。求运动员从开始起跑到推倒“2”号瓶所需的最短时间为多少?(运动员可看做质点,结果可以用根式表示)
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,以8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有2 s将熄灭,此时汽车距离停车线18m。该车加速时最大加速度大小为,减速时最大加速度大小为。此路段允许行驶的最大速度为,试通过分析、计算说明:
(1)如果立即做匀加速运动,在保证汽车不超速的前提下,绿灯熄灭前汽车能否通过停车线?
(2)如果立即做匀减速运动,汽车能否在到达停车线之前停下?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(12分)汽车刹车后做匀减速运动,若在第1s内的位移为6m,停止运动前的最后1s内位移为2m,则:
(1)汽车在做减速运动的初速度为多少?
(2)从开始减速运动起5s内的位移是多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
一物体沿一直线从静止开始运动且同时开始计时,其加速度随时间周期性变化的关系图线(a﹣t图)如图所示,求:
(1)物体在第4s末的速度;
(2)物体在第4s内的位移.
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
在竖直的井底,将一物块以11 m/s的速度竖直向上抛出,物块经过井口时被人接住,在被人接住前1 s内物块的位移是4 m,位移方向向上,不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(1)物块从抛出到被人接住所经历的时间;
(2)此竖直井的深度。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(8分)驾驶手册规定:具有良好刹车性能的汽车在以90km/h的速率行驶时,可以在56m的距离内刹住;在以54km/h的速率行驶时,可以在24m的距离内刹住。假设对这两种速率,驾驶员的反应时间(在反应时间内驾驶员来不及刹车,车速不变)与刹车产生的加速度都相同,则驾驶员的反应时间为多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
在一次抢险救援当中,为了救助伤员,直升机需要悬停在80 m的高空,用绳索将伤员从地面拉起,悬绳以0.4 m/s2的加速度将静止于地面的伤员拉起,达到2 m/s的速度时,变为匀速上升,试求:
(1)伤员加速运动的时间和位移;
(2)伤员从地面到直升机需要多长时间.
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(12分)如图所示.在国庆阅兵式中.某直升飞机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命。要求该机10时56分40秒由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的匀速受阅区,1l时准时通过C位置。已知SAB=5 km,SBC=10 km。问:
(1)直升飞机在BC段的速度大小是多少?
(2)在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小是多少?
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