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节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车.有一质量m=10...

节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车.有一质量m=1000kg的混合动力轿车,在平直公路上以v1=90km/h的速度匀速行驶,发动机的输出功率为P=50kW.当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机给电池充电,使轿车做减速运动,运动L=72m后,速度变为v2=72km/h.此过程中发动机功率的用于轿车的牵引, 用于供给发电机工作,发动机输送给发电机的能量有50%转化为电池的电能,假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变.求:
(1)轿车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,所受阻力Ff的大小;
(2)轿车的速度从90km/h减速到72km/h过程中,电池充电所获得的电能;
(3)若轿车仅用其上述减速过程中获得的电能维持72km/h的匀速运动,可以前进的距离为多少?

 

(1)2000N(2)63000J(3)31.5m 【解析】(1)由瞬时功率公式有:P=F牵v1. 当汽车匀速运动时,由共点力平衡条件有: F牵-Ff=0. 代入数据解得:Ff=2000N (2)对汽车的减速运动过程,根据动能定理有: 解出牵引力做功 W=31500J 电池获得电能为E电=4W×50%=63000J (3)依题意,汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为F阻=2000N. 对这一过程运用能量守恒定律有:E电=Ff L′ 解出 L′=31.5 m  
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考点分析:
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如图,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C点,D端有一被锁定的轻质压缩弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端QC点的距离为2R.质量为m可视为质点的滑块从轨道上的P点由静止滑下,刚好能运动到Q点,并能触发弹簧解除锁定,然后滑块被弹回,且刚好能通过圆轨道的最高点A.已知∠POC=60°,求:

(1)滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力;

(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ

(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能.

 

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如图所示,倾角为37º的斜面长L=19m,在斜面底端正上方的O点将一小球以速度v0=3m/s水平抛出,与此同时释放在斜面顶端的滑块,经过一段时间后小球恰好能以垂直斜面的方向击中滑块(小球和滑块均可视为质点,重力加速度g=10m/s2sin37º=06cos37º=08

求:(1)抛出点O离斜面底端的高度;

2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ

 

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某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=05g=10m/s2,则:

1)运动过程中物体的最大加速度为多少?

2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大?

3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?

 

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如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验.

(1)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取ABC……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得ABC……各点到O点的距离分别为x1x2x3……,如图2所示.

图2

实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W________,打B点时小车的速度v________.

(2)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2­W图像.由此图像可得v2W变化的表达式为____________________.根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是____________

(3)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2­W关系的是____________________

A.B.C.D.

 

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用如图实验装置验证m1m2组成的系统机械能守恒。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,即可验证系统机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:两物体从静止释放,0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1= 50g 、m2=150g ,交流电的频率为50Hz,g取9.8m/s2则(结果保留两位有效数字)

(1)在纸带上打下记数点5时的速度v=________ m/s;

(2)在计数点0到计数点5过程中系统动能的增量△EK = _______J,系统势能的减少量△EP =_________J;

 

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