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有一种地下铁道,站台的路轨建得高些,车辆进站时要上坡,出站时要下坡,如图所示.设...

有一种地下铁道,站台的路轨建得高些,车辆进站时要上坡,出站时要下坡,如图所示.设坡顶高度为h,坡顶A到坡底B水平间距为L1,坡底B到出站口 C间距L2.一质量为m的机车由坡顶A开始无动力下滑,到达坡底B时,机车发动机开始工作,到达出站口 C时,速度已达到正常速度V.若火车与各处轨道间动摩擦因数均为u,且忽略机车长度,求:
(1)机车到达斜坡底端B时的速度大小v1
(2)机车到达出站口时,发动机做了多少功;
(3)请简要说明,站台轨道比运行轨道略高一些的优点.
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(1)机车由A到B得过程中,根据动能定理求解速度v1. (2)机车由B到C得过程中,由动能定理求解发动机做的功. (3)火车进站时,将动能转化为重力势能,储存起来,出站时,将这些重力势能释放出来变成动能. 【解析】 (1)机车由A到B得过程中,由动能定理 mgh-fl= 又f=μmgcosθ=μmg,l= 可得v1=    (2)机车由B到C得过程中,由动能定理得 W-μmgL2=- 解得,W=+μmg(L1+L2)-mgh (3)站台轨道比运行轨道略高的优点有:火车进站时,将动能转化为重力势能,储存起来,出站时,将这些重力势能释放出来变成动能,减小能量的消耗. 答: (1)机车到达斜坡底端B时的速度大小v1是. (2)机车到达出站口时,发动机做了+μmg(L1+L2)-mgh的功. (3)站台轨道比运行轨道略高的优点有:火车进站时,将动能转化为重力势能,储存起来,出站时,将这些重力势能释放出来变成动能,减小能量的消耗.
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考点分析:
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某研究小组在“探究加速度和力、质量的关系”时,利用气垫导轨和光电门进行实验.气垫导轨可以在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜,从而极大地减少摩擦力的影响,滑块的运动可以近似看成无摩擦运动.光电门可以准确地记录滑块挡光板通过光电门的时间,从而得到滑块通过光电门的速度,如图1所示.
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 (1)实验时,该小组将托盘和砝码的重力作为滑块所受合外力,但实际上二者只是近似相等,请回答,二者近似相等需耍满足什么条件?______
(2)滑块挡光板宽度为么某次实验时发现光电门记录时间为Ah则滑块通过光电门时的速度大小的表达式V=______
(3)该小组保持滑块质量恒定,光电门的位置固定,并且始终从同一位置释放,不断改变砝码的个数,并通过计算得到多组滑块通过光电门的数据,如下表所示.
托盘砝码总质量(g)102030405060
V(m/s)0.500.710.861.011.121.23
l/v(s/m)2.001.411.160.990.890.81
v2(m2/s20.250.500.741.021.251.51
为了便于研究合外力与加速度的关系,该小组用托盘和砝码的总质量代表合外力作为横轴,请你选择合适的物理量代表加速度作为纵轴,并利用表格中数据在坐标纸中选择标度描点作图.通过绘出的图线2可以得到如下结论:在滑块质量一定时,______
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将内阻为Rg=30Ω,满偏电流为1mA的电流表改装为量程为O〜3V的电压表,需要串联阻值为    Ω的电阻.两电压表由相同的电流表改装而成,量程分别为0〜3V和0〜15V,将两电压表串联在一起测某电阻两端电压,两表的读数    (填“相同”或“不同”),两表指计的偏角    (填“相同”或“不同”). 查看答案
如图所示,小球A、B带电量相等,质量均为m,都用长L的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上0点,A球靠墙且其悬线刚好竖直,B球悬线偏离竖直方向θ角而静止,此时A、B两球之间的库仑力为F.由于外部原因小球B的电量减小,使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半,则小球B的电量减小为原来的( )
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甲、乙两辆汽车从同一点出发,向同一方向行驶,它们的图象如图所示.下列判断正确的是( )
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A.在t1时刻以前,乙车始终在甲车的前面
B.在t1时刻以前,乙车的速度始终比甲车的大
C.在t1时刻以前,乙车的速度始终比甲车增加的快
D.在t1时刻两车第一次相遇
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如图所示,竖直放置的平行光滑金属导轨(电阻不计),上端接一阻值为R的电阻,电阻值为2R的金属棒ab与导轨接触良好,整个装置处在垂直导轨平面向外的匀强磁场中.将金属棒ab由静止释放,当金属棒的速度为v时,电阻上的电功率为P,则此时( )
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A.重力功率可能为P
B.重力功率可能为3P
C.安培力大小为P/v
D.安培力大小为3P/v
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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