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一列动车总质量m=500t,动车发动机的额定功率P=2.5×103kW,在轨道上...

一列动车总质量m=500t,动车发动机的额定功率P=2.5×103kW,在轨道上行驶时,轨道对列车的阻力Ff是车重的0.01倍,g10ms2,求:

(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度;

(2)在水平轨道上以108kmh速度匀速行驶时,发动机的实际功率P′;

(3)若火车从静止开始,保持0.1ms2的加速度做匀加速运动,这一过程维持的最长时间.

 

(1) (2) P′=1.5×106W (3) t=250s 【解析】 (1)列车以额定功率工作时,当牵引力等于阻力,即F=Ff=kmg时列车的加速度为零,速度达最大vm 则: (2)当v=108km/h=30m/s时,列车匀速运动,则发动机的实际功率P′=Ffv=1.5×106W (3)据牛顿第二定律得牵引力F′=Ff+ma=1×105N, 在此过程中,速度增大,发动机功率增大 当功率为额定功率时速度大小为v′,即 据速度公式v′=at, 得:t=250s.
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考点分析:
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如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道,外圆光滑,内圆粗糙,一质量为m的小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径为R,不计空气阻力,重力加速度为g

(1)判断小球在运动过程中机械能是否守恒,并简要说明原因.

(2)若使小球始终做完整的圆周运动,则v0的最小值是多少?

 

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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究做功与物体动能变化的关系,当地重力加速度为g。

(1)该小组成员用游标卡尺测得遮光条(如图乙所示)的宽度d=_____________cm,用天平测得滑块与遮光条的总质量为M、钩码的质量为m。

(2)实验前需要调节气垫导轨使之水平,实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速v=_________m/s(结果保留两位有效数字).

(3)在本次实验中为了确保细线拉力所做的功与钩码重力做的功近似相等,则滑块与遮光条的总质量M与钩码的质量m间应满足_________,本实验中还需要测量的物理量是___________________________(用文字说明并用相应的字母表示)。

(4)本实验中可通过改变钩码的质量测得多组数据并作出-m图象来进行探究,则下列图象中符合真实实验情况的是__________________

 

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如图所示,绝缘轻弹簧上端固定,下端拴着一带正电小球QQA处时弹簧处于原长状态,Q可在C处静止。若将另一带正电小球q固定在C点正下方某处时,Q可在B处静止。现将QA处由静止释放,则QA运动到C处的过程中(  )

A. 小球Q加速度先减小后增大

B. 小球Q运动到C处时速率最大

C. 小球Q的机械能不断减小

D. 小球Q与弹簧组成的系统机械能守恒

 

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如图所示,桌面离地高为H,质量为m的小球从离桌面高为h处自由下落,规定桌面为零势能的参考平面,则下列说法正确的是

A. 小球落地时的重力势能为-mgH

B. 小球落地时的重力势能为-mg(H+h)

C. 下降过程中小球所受的重力做正功

D. 小球从下落到着地过程中重力做功为mg(h-H)

 

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如图甲所示,一名百米短跑运动员正以蹲踞式起跑,他的双脚分别置于前、后起跑器上,发令枪响后,运动员对前、后起跑器作用力的水平分量随时间的变化关系如图乙所示,若运动员的质量为60kg,则在这次起跑过程中(  )

A. 运动员的反应时间约0.2s

B. 运动员水平方向的最大加速度约10m/s2

C. 运动员刚离开起跑器时的水平速度大小约3.4m/s

D. 起跑器对运动员做功约350J

 

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