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质量是2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车,在平直公路上行驶中的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s2,运动中的阻力不变.求:

(1)汽车所受阻力的大小;

(2)3 s末汽车的瞬时功率;

(3)汽车做匀加速运动的时间;

(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功.

解析:(1)所求的是运动中的阻力,若不注意“运动中的阻力不变”,则阻力不易求出.以最大速度行驶时,根据P=Fv,可求得F=4 000 N.而此时牵引力和阻力大小相等.

(2)由于3 s时的速度v=at=6 m/s,而牵引力由F-Ff=ma得F=8 000 N,故此时的功率为

P=Fv=4.8×104 W.

(3)设匀加速运动的时间为t,则t时刻的速度为v=at=2t,这时汽车的功率为额定功率.由P=Fv,将F=8 000 N和v=2t代入得t=5 s.

(4)在匀加速运动过程中,汽车发生的位移:x=

    在加速过程中,牵引力的功W=Fx=2.0×105 J.

答案:(1)4 000 N

(2)4.8×104 W

(3)5 s

(4)2.0×105 J

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

I.因为手边没有天平,小王同学思考如何利用一已知劲度系数为k的弹簧和长度测量工具来粗测一小球的质量,他从资料上查得弹簧的弹性势能Ep=
1
2
kx2
(x为弹簧形变量)后,设计了如下实验如图1:将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端紧靠小球,弹簧原长时小球恰好在桌边,然后压缩弹簧并测得压缩量x,释放弹簧,小球飞出后落在水平地面上,测出桌高h以及落点到桌边沿的水平距离s.
(1)请你推导出小球质量的表达式:
 

(2)如果桌面摩擦是本次实验误差的主要因素,那么小球质量的测量值将
 
(填“偏大”、“偏小”或“准确”)
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II.(1)用多用电表的欧姆档测某一额定电压为3V的小灯泡的电阻,读数情况如图2,则小灯泡的电阻RL=
 
Ω;接着再用该电表测量阻值约2kΩ的电阻的阻值,则选择开关应该置于
 
倍率档位;换档后,在测电阻之前,应该先
 

(2)在描绘该小灯泡的伏安特性曲线时,将(1)中的小灯泡接入如图3所示的电路进行实验,得到如下表的数据,请在所给的图4坐标系中描绘出小灯泡的伏安特性曲线;
U/V 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215
(3)若将该小灯泡直接接到电动势E=2V,内阻r=10Ω的电源两端,则该灯泡实际消耗的功率为P=
 
W.

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科目:高中物理 来源: 题型:

“神舟”六号飞船完成了预定空间科学和技术试验任务后,返回舱于2005年10月17日4时11分开始从太空向地球表面按预定轨道返回,在离地10 km的高度打开阻力降落伞减速下降,这一过程中若返回舱所受空气阻力与速度的平方成正比,比例系数(空气阻力系数)为k,设返回舱总质量M=3 000 kg,所受空气浮力恒定不变,且认为竖直降落,从某时刻开始计时,返回舱的运动v-t图象如图中的AD曲线所示,图中AB是曲线在A点的切线,切线交于横轴一点B的坐标为(8,0),CD是平行于横轴的直线,交纵轴于C点,C的坐标为(0,8),g取10 m/s2.解决下列问题:

(1)在初始时刻v0=160 m/s时,它的加速度多大?

(2)推证空气阻力系数k的表达式并算出其值(保留三位有效数字).

(3)返回舱在距地高度h=1 m时,飞船底部的4个反推力小火箭点火工作,使其速度由8 m/s迅速减至1 m/s后落在地面上.若忽略燃料质量的减少对返回舱总质量的影响,并忽略此阶段速度变化而引起空气阻力的变化,试估算每个小火箭的平均推力(保留两位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)在利用自由下落的物体“验证机械能守恒定律”时,有人提出以下建议:

A.质量不同,体积相同的重锤,应选质量较大的

B.实验时,要将打点计时器竖直的架稳,以便减小纸带下落时所受的阻力

C.为保证打下第一个点时重物的速度为零,用手托着重物,先接通电源,再释放重物

D.选好纸带后,记下第一个点的位置O,然后每5个点选一个计数点,分别标出1、2、3、4、5、6进行分析

其中合理的是__________。

(2)为准确测量电压表mV(量程100 mV,内阻约150 Ω)的内阻,实验室有如下器材可供选择:

器材

符号

规格

电压表

量程1 V,内阻约3 kΩ

电流表

量程0.6 A,内阻约1 Ω

定值电阻

R0

1 000 Ω

滑动变阻器

R1

总电阻20 Ω

滑动变阻器

R2

总电阻200 Ω

电源

E

电动势3 V,内阻较小

开关一个、导线若干

①测量中要求电表的读数都不小于其量程的,且能多测几组数据,尽可能的减小误差。请在图示方框内画出实验电路原理图。(图中各元件需要用题目中给出的符号或字母标出。)

②若选测量数据中的一组来计算电压表的内阻r,则所测电压表的内阻的表达式r=____________;式中各符号的意义是________________________。

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科目:高中物理 来源:2010年山东省济南市高考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题

请完成以下两小题
(1)为了测定滑块与桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的实验装置.其中,a是质量为m的滑块(可视为质点),b是可以固定于桌面的滑槽(滑槽末端与桌面相切).第一次实验时,将滑槽固定于水平桌面的右端,滑槽的末端与桌面的右端M对齐,让滑块a从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P点;第二次实验时,将滑槽沿桌面向左移动并固定,测出滑槽的末端N与桌面的右端M的距离为L,让滑块a再次从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P′点.然后测得MO=2.5L,OP=3L,OP′=2L.不计空气阻力.则滑块a与桌面间的动摩擦因数 μ=______

(2)某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线.他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表:
U/V0.000.200.501.001.502.002.50
I/A0.000.100.200.300.360.380.40
现备有下列器材
A.低压直流电源:电压6V,内阻不计
B.电流表:量程为0-0.6A-3A,0.6A内阻约为10Ω,3A内阻约为2Ω
C.电压表:量程为0-3V-15V,3V内阻约为7.2kΩ,15V内阻约为36kΩ
E.滑动变阻器:阻值为0~10Ω,额定电流为3A的
F.电键K,导线若干
①按提供的器材,在实物图(a)(见答题纸)上连接正确的实验电路,要求测量误差尽可能小
②利用这些数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线如图(b)所示,分析曲线说明通过电器元件Z的电流随电压变化的特点
③若把电器元件Z接入如图(c)所示的电路中时,通过Z的电流为0.10A,已知A、B两端电压恒为1.5V,则此时灯泡L的功率为______W.

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科目:高中物理 来源:2010年上海市长宁区高考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题

运用玻意耳定律可以测量小晶体的密度,实验步骤如下:
Ⅰ.取适量小晶体,用天平测出其质量,然后将小晶体装入注射器内;
Ⅱ.缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的容积刻度V1,通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强P1
Ⅲ.重复步骤Ⅱ,记录活塞在另一位置的容积刻度V2和读取相应的气体的压强P2
Ⅳ.处理记录的数据,算出小晶体的密度.
测量
次数
物理量
1234
P/105Pa0.771.001.331.82
V/10-5m31.201.000.850.65
(1)为了减小实验误差,现采用作直线图线的方法来处理表格中的实验数据.按此要求,右边方格图的纵坐标应标明的物理量是______,横坐标则应标明______,根据表格数据在方格图2中画出相应图线;
(2)如果图线的斜率用k表示,则注射器内小晶体的体积v与容积刻度V、气体的压强P 的关系表达式为:v=______;
(3)实验测得这些小晶体的质量为6.48×10-3kg,则小晶体的密度大小为______kg/m3

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