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为登月探测月球,上海航天研制了“月球车”,如图甲所示,某探究性学习小组对“月球车...

为登月探测月球,上海航天研制了月球车,如图甲所示,某探究性学习小组对月球车的性能进行研究,他们让月球车在水平地面上由静止开始运动,并将月球车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图乙所示的v﹣t图象,已知0t1段为过原点的倾斜直线:t110s月球车牵引力的功率保持不变,且P=1.2kW710s段为平行F横轴的直线;在10s未停止遥控,让月球车自由滑行,月球车质量m=100kg,整个过程中月球车受到的阻力f大小不变.

1)求月球车所受阻力f的大小和月球车匀速运动时的速度大小;

2)求月球车在加速运动过程中的总位移s

3)求013s内牵引力所做的总功.

 

(1)“月球车”所受阻力f的大小为200N,“月球车”匀速运动时的速度大小为2m/s2; (2)求“月球车”在加速运动过程中的总位移s为28.5m; (3)求0~13s内牵引力所做的总功为11100J 【解析】试题分析:(1)在10s末撤去牵引力后,小车只在阻力作用下做匀减速运动.根据速度图象的斜率求出加速度,由牛顿第二定律求解阻力与加速度. (2)应用牛顿第二定律与运动学公式求出加速运动过程的总位移. (3)求出各阶段牵引力的功,然后求出总功. 【解析】 (1)在10 s末撤去牵引力后,“月球车”只在阻力f作用下做匀减速运动, 由图象可知,加速度:a==, 由牛顿第二定律得,其阻力:f=ma, 7~10 s内“月球车”匀速运动,设牵引力为F,则F=f 由P=Fv1可得“月球车”匀速运动时的速度:v1==, 解得v1="6" m/s,a=2m/s2,f=200N. (2)“月球车”的加速度运动过程可分为: 0~t1时间内的匀加速运动、t1~7 s时间内的变加速运动两个阶段. t1时功率为P=1.2kW,速度为:vt="3" m/s, 由P=F1vt可得,此时牵引力为F1==400N, 由牛顿第二定律:F1﹣f=ma1, 解得0~t1时间内的加速度大小为: a1==2m/s2, 匀加速运动的时间:t1=="1.5" s, 匀加速运动的位移:s1=a1t12=2.25m, 0﹣7s内,由动能定理得:F1s1+P(7﹣t1)﹣fs=mv12﹣mv02, 解得“月球车”在加速运动过程中的总位移s=28.5m. (3)在0~1.5 s内,牵引力做功:W1=F1s1=400×2.25J=900J, 在1.5~10 s内,牵引力做功:W2="P△t=1" 200×(10﹣1.5)J=10200J, 10s后,停止遥控,牵引力做功为零, 0~13s内牵引力所做的总功:W=W1+W2=11100J. 答:(1)“月球车”所受阻力f的大小为200N,“月球车”匀速运动时的速度大小为2m/s2; (2)求“月球车”在加速运动过程中的总位移s为28.5m; (3)求0~13s内牵引力所做的总功为11100J.  
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考点分析:
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如图所示,与水平面夹角为θ=30°的倾斜传送带始终绷紧,传送带下端A点与上端B点之间的距离为L=4m,传送带以恒定的速率v=2m/s向上运动.现将一质量为1kg的物体无初速度地放于A处,已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=,取g=10m/s2,求:

1)物体从A运动到B共需多少时间?

2)电动机因传送该物体多消耗的电能.

 

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高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象.现利用这架照相机对MD﹣2000家用汽车的加速性能进行研究,如图所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片,图中的标尺单位为米,照相机每两次曝光的时间间隔为1.0s.已知该汽车的质量为2000kg,额定功率为72kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1600N.

(1)求该汽车加速度的大小.

(2)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间?

(3)求汽车所能达到的最大速度.

 

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如图,一个质量为0.6kg 的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失).已知圆弧的半径R=0.3m,θ=60°,小球到达A点时的速度 v=4m/s.(取g=10m/s2

求:(1)小球做平抛运动的初速度v0

(2)P点与A点的水平距离和竖直高度;

(3)小球到达圆弧最高点C时速度和对轨道的压力.

 

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如图所示,是验证重物自由下落过程中机械能守恒的实验装置.请按要求作答:

1)实验时使重物靠近打点计时器下端,先     ,后     ,纸带上打下一系列点.

2)选取一条符合要求的纸带如图所示,标出打下的第一个点O,从纸带的适当位置依此选取相邻的三个点ABC,分别测出到O点的距离为x1x2x3,已知重物的质量为m,重力加速度为g,打点时间间隔为T,则自开始下落到打下B点的过程中,重物减少的重力势能为=     ,增加的动能为=    2

3)实验中,利用     求得     ,通过比较          大小,来验证机械能守恒,这种做法是否正确?答:     (填正确不正确)

 

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如图1所示的装置,可用于探究恒力做功与速度变化的关系.水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘.实验首先保持轨道水平,通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力,再进行后面的操作,并在实验中获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量M,平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0,挡光板的宽度d,光电门12的中心距离s

1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量     (填需要不需要

2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d,如图2所示,d=     mm

3)某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门12的挡光时间分别为t1t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则对该小车实验要验证 的表达式是   

 

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