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氢燃料电池汽车由于是零排放,且加氢时间短、一次加氢续驶里程长,所以一直以来被作为...

氢燃料电池汽车由于是零排放,且加氢时间短、一次加氢续驶里程长,所以一直以来被作为新能源汽车技术发展方向之一。某氢燃料电池汽车,质量为,发动机的额定输出功率为,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先以大小为4.0m/s2的加速度匀加速启动,达到额定功率后,保持功率不变又加速行驶直到速度达到30m/s,整个过程行驶的路程为570m。取g=10m/s2,求:

(1)汽车的最大行驶速度;

(2)汽车从静止到获得30m/s的速度经历的时间。

 

(1)40m/s;(2)26.5s 【解析】(1)汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,即:F=f=kmg=0.1×2.0×103×10=2000N, 由P=Fv可知,汽车的最大速度: ; (2)当汽车做加速运动时,牵引力:F=f+ma=2000+2.0×103×4.0=1.0×104N; 以该牵引力加速到功率最大时:P=Fv1 代入数据可得:v1=8m/s 运动的时间: 加速的位移: 从8m/s以额定功率行驶,这一过程阻力不变,功率不变,由动能定理得: 代入数据解得:t2=24.5s; 所以加速的总时间:t=t1+t2=2+24.5=26.5s 点睛:汽车匀加速启动,功率p=Fv,当功率达到额定功率时,功率不能再增大,变为恒定功率启动,当牵引力减小到等于摩擦力时,汽车改为匀速运动.  
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2017年亚冬会单板滑雪男子、女子U型池比赛中,中国选手包揽了男女组冠军。U型池由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD以及水平滑道BC构成,圆弧滑道的半径R=3.5m,B、C分别为圆弧滑道的最低点,B、C间的距离,如图所示。设某次比赛中,运动员连同滑板的质量m=50kg,运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度,到达C点时对圆弧滑道的压力为7mg,离开D点后经过0.8s上升到最高点。将运动员视为质点,忽略空气阻力的影响,取g=10m/s2,求:

(1)滑板与水平滑道BC间的动摩擦因数;

(2)从C到D的过程中,运动员克服阻力做的功。

 

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如图所示,在同一竖直平而内,A、B为光滑水平轨道的两端点,其左端A固定一挡板,轻质弹簧的左端固定在挡板上,另一自由,端被质量为m的小球压在P点处。CD是以B为圆心、半径为R的圆弧轨道,ABD在同一直线上。将小球释放后,小球离开B点后落在圆弧轨道上的N点。已知小球到达B点前已与弹簧分离,BN与BD间的夹角,不计空气阻力,重力加速度为g。求:

(1)小球离开B点时的速度;

(2)弹簧被压缩时的最大弹性势能。

 

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2017年4月22日,“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室顺利完成自动交会对接,“天舟一号”与“天宫二号”进人组合体飞行阶段,正按计划开展多项实验。已知组合体在距地面高度为h的圆轨道上做匀速圆周运动,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,求:

(1)地球的质量;

(2)组合体绕地球运动的周期。

 

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某同学利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示。

(1)装置中一处明显的错误是____________;

(2)改进错误后,进行实验时,为保证打下第一个点时重物速度为零,应________(选填“A”或“B”);

A.先接通电源,再释放纸带         B.先释放纸带,再接通电源

(3)在符合要求的纸带上选取连续打出的1,2,3,4四个点如图2所示,测得1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h1,h2,h3,h4。已知打点周期为T,当地的重力加速度为g,重物的质量为m。则从释放纸带到打出点3的过程中,重物重力势能的减少量为_______,动能的增加量为_______。(用测得量和已知量表示)

 

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某研究性学习小组用图1的装置进行探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验:

(1)将木板的左端垫起,使木板倾斜合适的角度。打开打点计时器,在未套橡皮筋时轻推小车,当得到的纸带如图2中的________(选填“甲”或“乙”)时,此时小车受到的合力为零;

(2)让小车在一条橡皮筋的作用下弹出,橡皮筋对小车做的功记为,小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。实验中纸带上的点分布并不都是均匀的,为了测量小车获得的最大速度,应选用纸带上点迹间隔_______(选填“相等”或“不相等”)的部分进行测量计算;

(3)当用2条、3条、4条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,每次小车都被拉到同一位置释放,将橡皮筋对小车做的功分别记为…。求出小车每次获得的最大速度…,作出图象。图3所示的图象中符合实际的是_______

 

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