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小明同学乘坐杭温线“和谐号”动车组,发现车厢内有速率显示屏.当动车组在平直轨道上...

小明同学乘坐杭温线“和谐号”动车组,发现车厢内有速率显示屏.当动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间,他记录了不同时刻的速率,部分数据列于表格中.已知动车组的总质量M=2.0×105kg,假设动车组运动时受到的阻力是其重力的0.1倍,取g=10m/s2.在小明同学记录动车组速率这段时间内,求:
(1)动车组的加速度值;
(2)动车组牵引力的最大值;
(3)动车组位移的大小.
t/sv/m•s-1
30
10040
30050
40050
50060
55070
60080

(1)根据表格中的数据,通过速度时间公式求出两段加速阶段的加速度.根据牛顿第二定律求出牵引力的最大值.根据速度时间图线通过面积求出动车组的位移. 【解析】 (1)通过记录表格可以看出,动车组有两个时间段处于加速状态,设加速度分别为a1、a2. 由a=,代入数据整理后得, ,. (2)F-Ff=Ma   Ff=0.1Mg 当加速度大时,牵引力也大,代入数据得,F=. (3)通过作出动车组的v-t图可知,第一次加速运动的结束时间是200s,第二次加速运动的开始时刻是450s.     x2=v2t2    x=x1+x2+x3=30205m. 答:(1)动车组的加速度值分别为0.1m/s2、0.2m/s2. (2)动车组牵引力的最大值为2.4×105N. (3)动车组位移的大小为30205m.
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考点分析:
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猜想与假设:弹簧弹力和弹簧伸长成正比例关系.
设计与进行实验:
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(1)设计如图所示的实验装置进行实验;
(2)在弹簧下端挂上钩码,当分别悬挂10g、20g钩码时,记下指针所指的标尺刻度;
(3)将实验数据记录在表格中.
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交流与评估:
小明同学将实验数据记录在到下表中(重力加速度g=9.8m/s2 )
钩码质量m/g1020
标尺刻度x/10-2m6.008.0010.00
他根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x-m图象如图所示,根据图象于是小明得出结论:弹簧弹力和弹簧伸长不是正比例关系而是一次函数关系,自己先前的猜想是错误的.
(1)请说明小明结论错误的原因:   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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