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如图a所示,在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车,正以10m/s的速度...

如图a所示,在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车,正以10m/s的速度向右匀速运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v﹣t图象如图b所示(在t=15s处水平虚线与曲线相切),运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变,假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小(解题时将汽车看成质点).

(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.

 

(1)2000N (2)1m/s2 (3)68.75m 【解析】试题分析:由图象知汽车在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路段做匀速直线运动,根据平衡条件,有:F1=f1及P=F1v1 解得,方向与运动方向相反; (2)t=15s时汽车处于平衡态,有:F2=f2及P=F2v2 解得: t=5s时汽车开始减速运动,根据牛顿第二定律,有:f2﹣F1=ma 可得:4000﹣2000=2×103a 解得:a=1m/s2,方向与运动方向相反; (3)对于汽车在BC段运动,由动能定理得: 代入数据解得:s=68.75m 点睛:抓住汽车保持功率不变这一条件,利用瞬时功率表达式求解牵引力,同时注意隐含条件汽车匀速运动时牵引力等于阻力;对于变力做功,汽车非匀变速运动的情况,只能从能量的角度求解。  
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滑板运动是一种陆地上的冲浪运动,滑板运动员可在不同的滑坡上滑行,做出各种动作,给人以美的享受.如图是模拟的滑板组合滑行轨道,该轨道由足够长的斜直轨道、凹形圆弧轨道和半径R=1.6m的凸形圆弧轨道组成,这三部分轨道处于同一竖直平面内且依次平滑连接,其中M点为凹形圆弧轨道的最低点,N点为凸形圆弧轨道的最高点,凸形圆弧轨道的圆心O点与M点处在同一水平面上,一质量为m=1kg可看作质点的滑板,从斜直轨道上的P点无初速滑下,经过M点滑向N点,P点距M点所在水平面的高度h=1.8m,不计一切阻力,g10m/s2

(1)滑板滑到M点时的速度多大?

(2)滑板滑到N点时对轨道的压力多大?

(3)改变滑板无初速下滑时距M点所在平面的高度h,用压力传感器测出滑板滑至N点时对轨道的压力大小为零,则PN在竖直方向的距离多大?

 

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如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上,斜坡的倾角α,已知该星球的半径为R,引力常量为G,已知球的体积公式是.求:

(1)该星球表面的重力加速度g

(2)该星球的密度;

(3)该星球的第一宇宙速度.

 

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用如图甲所示的试验装置验证m1、m2组成的系统的机械能守恒,m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.如图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点.每相邻两计数点之间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知ml=50g.m2=150g,打点计时器的频率为50Hz(结果均保留两位有效数字)

 

在纸带上打下计数点5时的速度V=2.4 _______m/s.

(2)在打下第0个点到第5点的过程中系统动能的增量△Ek=0.58 ________J; 系统势能减少

     △Ep=0.59 _______J(当地重力加速度g约为9.8m/s2

(3)若某同学作出v2-h图象如图丙所示,则当地的重力加速度g=9.7 ____________m/s2.

 

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如图所示为一个小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均 5cm,如果g10m/s2,那么:

 

 

 

①闪光频率是______Hz;

②小球运动中水平分速度的大小是______m/s.

 

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如图所示,一轻质弹簧的下端,固定在水平面上,上端叠放着两个质量均为M的物体A、B(物体B与弹簧拴接),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体A上,使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动,测得两个物体的v﹣t图象如图乙所示(重力加速度为g),则(  )

A. 施加外力的瞬间,A、B间的弹力大小为M(g﹣a)

B. A、Bt1时刻分离,此时弹簧弹力大小不为零

C. 弹簧恢复到原长时,物体B的速度达到最大值

D. B与弹簧组成的系统的机械能先逐渐减小,后保持不变

 

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