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质量为3×106 kg的火车,在恒定的额定功率下,沿平直的轨道由静止开始出发,在运动过程中受到的阻力大小恒定,经过103 s后达到最大行驶速度72 km/h,此时司机发现前方40 km处的轨道旁有山体塌方,便立即刹车,这时所附加的制动力为9×104 N,结果列车正好到达轨道毁坏处停下.

试求:

(1)列车的额定功率;

(2)列车从出发到停下所经过的总路程.

解析:设列车刹车前行驶的路程为s1,刹车后行驶的路程为s2,刹车后列车的加速度是a,列车所受的阻力是F1,刹车时所附加的制动力是F2,列车的牵引力是F.

由动能定理可得Pt-F1(s1+s2)-F2s2=0

Pt-F1s1=mvm2

由功率的定义式可得P=Fvm

F=F1,s=s1+s2

由以上方程可解得P=1.2×106 W,

s=14 km

答案:(1) 1.2×106 W  (2) 14 km


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在太平洋海域,坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始,经过与大气摩擦,空间站的绝大部分经过升温、熔化,最后汽化而销毁,剩下的残片坠入大海.此过程中,空间站原来的机械能中,除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中发生化学反应所需的能量).

(1)试用以下各物理量的符号表示散失能量E′的公式;

(2)根据下列数据,算出E′的数值.(结果保留两位有效数字)坠落开始时,空间站的质量m0=1.17×105 kg;

轨道距地面的高度为h=146 km;

地球半径R=6.4×106 m

坠落空间范围内重力加速度取g=10 m/s2

入海残片的质量为m=1.2×104 kg;

入海残片的温度升高Δt=3 000 K;

入海残片的入海速度为声速v=340 m/s;

空间站材料每千克升温1 K平均所需能量C=1.0×103 J.

每销毁1 kg材料平均所需能量μ=1.0×107 J.

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科目:高中物理 来源: 题型:

“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域,坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看做圆轨道)开始,经过与大气摩擦,空间站的绝大部分经过升温、熔化,最后汽化而销毁,剩下的残片坠入大海.此过程中,空间站原来的机械能中,除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量).

(1)试导出用下列各物理量的符号表示散失能量E′的公式.

(2)算出E′的数值(结果保留两位有效数字).

坠落开始时空间站的质量M=1.17×105 kg

轨道离地面的高度为h=146 km

地球半径为R=6.4×106 m

坠落空间范围内重力加速度取g=10 m/s2

入海残片的质量m=1.2×104 kg

入海残片的温度升高ΔT=3 000 K;

入海残片的入海速度为声速v=340 m/s;

空间站材料每1 kg升温1 K平均所需能量c=1.0×103 J;

每销毁1 kg材料平均所需能量μ=1.0×107 J.

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科目:高中物理 来源: 题型:

“和平号”空间站已成功地坠落在南太平洋海域,坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始,经过与大气摩擦,空间站的绝大部分经过升温、熔化,最后汽化而销毁,剩下的残片坠入大海.此过程中,空间站原来的机械能中,除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量).

    (1)试导出用以下各物理量的符号表示散失能量E′的公式.

    (2)算出E′的数值(结果保留两位有效数字).

    坠落开始时空间站的质量m1=1.7×105 kg;

    轨道离地面的高度为h=146 km;

    地球半径R=6.4×106 m;

    坠落空间范围内重力加速度可看作g=10 m/s2;

    入海残片的质量m2=1.2×104 kg;

    入海残片的温度升高ΔT=3 000 K;

    入海残片的入海速度为声速v=340 m/s;

    空间材料每1 kg升温1 K平均所需能量c=1.0×103 J;

    每销毁1 kg材料平均所需能量μ=1.0×107 J.

   

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科目:高中物理 来源: 题型:

“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域.坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始,经过与大气摩擦,空间站的大部分经过升温、熔化,最后汽化而销毁,剩下的残片坠入大海.此过程中,空间站原来的机械能中除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量).

(1)试导出以下各物理量的符号表示散失能量E′的公式;

(2)算出E′的数值.(结果保留两位有效数字)?

坠落开始时空间站的质量M=1.17×105 kg?

轨道离地面的高度为h=146 km;地球半径为R=6.4×106 m?

坠落空间范围内重力加速度可看作g=10 m/s2?

入海残片的质量m=1.2×104 kg?

入海残片的温度升高ΔT=3 000 K?

入海残片的入海速度为声速v=340 m/s?

空间站材料每1 kg升温1 K,平均所需能量

c=1.0×103 J

每销毁1 kg材料平均所需能量μ=1.0×107 J.

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