20．一輛額定功率為80KW的汽車，在平直公路上行駛的最大速率為20m/s汽車的質(zhì)量為2t，若汽車從靜止開始做勻加速度直線運動，加速度大小為2m/s2，運動過程中的阻力不變，求：
（1）汽車受到阻力大小；
（2）6秒末汽車的功率；
（3）在勻加速過程中汽車牽引力做的功．

分析 （1）當牽引力等于阻力時，速度最大，根據(jù)P=Fvm=fvm求出汽車所受的阻力．
（2）根據(jù)牛頓第二定律可以求出汽車以恒定加速度做勻加速運動時的牽引力，根據(jù)P=Fv求得勻加速運動的最大速度，再根據(jù)速度時間關(guān)系求汽車勻加速運動的時間，即可判斷6s末的功率；
（3）求出汽車做勻加速運動的位移，根據(jù)W=Fx求得牽引力做功．

解答 解：（1）當牽引力等于阻力時，速度達到最大，故f=$\frac{P}{{v}_{m}}=\frac{80000}{20}m/s=4000N$
（2）勻加速階段，根據(jù)牛頓第二定律可知F-f=ma，解得F=8000N，勻加速達到的速度v=$\frac{P}{F}=\frac{80000}{8000}m/s=10m/s$
加速運動的時間t=$\frac{v}{a}=\frac{10}{2}s=5s$，此后在額定功率下運動，則6s末汽車的功率為80kW
（3）勻加速通過的位移x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×2×{5}^{2}=25m$
牽引力做功W=Fx=8000×25J=200000J
答：（1）汽車受到阻力大小為4000N；
（2）6秒末汽車的功率為80kW；
（3）在勻加速過程中汽車牽引力做的功為200000J

點評 本題考查的是機車啟動的兩種方式，即恒定加速度啟動和恒定功率啟動．要求同學們能對兩種啟動方式進行動態(tài)分析，能畫出動態(tài)過程的方框圖，公式p=Fv，p指實際功率，F(xiàn)表示牽引力，v表示瞬時速度．當牽引力等于阻力時，機車達到最大速度vm=$\frac{P}{f}$．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．下列關(guān)于近代物理知識說法正確的是（　　）
A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)
B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應
C．發(fā)生光電效應時，入射光越強，則光子的能量就越大，光電子的最大初動能就越大
D．按照玻爾的原子理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總能量增加

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．下列說法正確的是（　�。�
A．普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說
B．發(fā)生光電效應時，入射光的光強一定，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少
C．發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能隨入射光頻率增大而增大
D．運動的宏觀物體也具有波動性，其速度越大，物質(zhì)波的波長越大

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

8．用量子技術(shù)生產(chǎn)十字元件時用到了圖甲中的裝置：四個挨得很近的圓是半徑均為R的光滑絕緣圓柱體的橫截面，它們形成四個非常細窄的狹縫a、b、c、d和一個類十字空腔，圓柱和空腔所在的區(qū)域均存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B的大小可調(diào)節(jié)．質(zhì)量為m、電荷量為q、速度為v的帶正電離子，從狹縫a處射入空腔內(nèi)，速度方向在紙面內(nèi)且與兩圓相切．設(shè)離子在空腔內(nèi)與圓柱體最多只發(fā)生一次碰撞，碰撞時間極短且速度大小不變；速度方向的改變遵循光的反射定律．
（1）若B的大小調(diào)節(jié)為$\frac{mv}{qR}$，離子從何處離開空腔？并求出它在磁場中運動的時間t；
（2）為使離子從狹縫d處離開空腔，B應調(diào)至多大？
（3）當從狹縫d處射出的離子垂直極板從A孔進入由平行金屬板M、N構(gòu)成的接收器時，兩板間立即加上圖乙所示變化周期為T的電壓，則U0為多大時，該離子將不會從B孔射出？兩板相距L（L＞vT），板間可視為勻強電場．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

15．研究單擺受迫振動規(guī)律時得到如圖所示的圖象，則下列說法正確的是（　�。�
A．其縱坐標為位移B．單擺的固有周期為2s
C．圖象的峰值表示共振時的振幅D．單擺的擺長為2m

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖所示，從某高度水平拋出一小球，經(jīng)過時間t到達地面時，速度與水平方向的夾角為θ，不計空氣阻力，重力加速度為g．下列說法正確的是（　　）
A．小球水平拋出時的初速度大小為gttanθ
B．小球在t時間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角為$\frac{θ}{2}$
C．小球著地速度大小為$\frac{gt}{sinθ}$
D．若小球初速度增大，則θ減小

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．下列物理實驗及史實正確的是（　　）
A．普朗克通過研究黑體輻射規(guī)律提出了光量子假說
B．湯姆生通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子
C．光電效應說明了光具有粒子性，康普頓效應更進一步地說明了光具有粒子性
D．盧瑟福通過對α散射實驗的研究發(fā)現(xiàn)了原子核，通過用α粒子轟擊氦核又發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

9．如圖（a）所示，絕緣軌道MNPQ位于同一豎直面內(nèi)，其中MN段水平，PQ段豎直，NP段為光滑的$\frac{1}{4}$圓弧，圓心為O，半徑為a，軌道最左端M點處靜置一質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的物塊A，直線NN′右側(cè)有方向水平向右的電場（圖中未畫出），場強為E=$\frac{mg}{q}$，在包含圓弧軌道NP的ONO′P區(qū)域有方向垂直紙面向外的勻強磁場，在軌道M端左側(cè)有一放在水平光滑桌面上的可發(fā)射的“炮彈”的電磁炮模型，其結(jié)構(gòu)圖如圖（b）所示．電磁炮由兩條等長的平行光滑導軌I、II與電源和開關(guān)S串聯(lián)．電源的電動勢為U0，內(nèi)阻為r，導軌I、II相距為d，電阻忽略不計，“炮彈”是一質(zhì)量為2m、電阻為R的不帶電導體塊C，C剛好與I、II緊密接觸，距離兩導軌右端為l，C的底面與軌道MN在同一水平面上，整個電磁炮處于均勻磁場中，磁場方向豎直向下，磁感應強度大小為B0，重力加速度為g，不考慮C在導軌內(nèi)運動時的電磁感應現(xiàn)象，A、C可視為質(zhì)點，并設(shè)A在運動過程中所帶電荷一直未變．
（1）求C與A碰撞前的速度v0的大��；
（2）設(shè)A、C的碰撞為彈性碰撞，A、C與MN軌道的滑動摩擦因數(shù)相同，若碰后A恰能到達P點，求C最終停止位置到M點的距離；
（3）設(shè)碰后A恰能到達P點，若要求A運動時始終不離開圓弧軌道，求ONO′P區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B應滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

7．如圖，足夠長的光滑導軌固定在水平面內(nèi)，間距L=1m，電阻不計，定值電阻R=1.5Ω．質(zhì)量m=0.25kg、長度L=1m、電阻r=0.5Ω的導體棒AB靜置在導軌上．現(xiàn)對導體棒施加一個平行于導軌、大小為F=1.25N的恒力，使得導體棒由靜止開始運動．當棒運動到虛線位置時速度達到v0=2m/s．虛線右側(cè)有一非勻強磁場，導體棒在里面運動時，所到位置的速度v（單位m/s）與該處磁感應強度B（單位T）在數(shù)值上恰好滿足關(guān)系v=$\frac{1}{2{B}^{2}}$，重力加速度g取l0m/s2．
（1）求導體棒剛進入磁場時，流經(jīng)導體棒的電流大小和方向；
（2）導體棒在磁場中是否做勻加速直線運動？若是，給出證明并求出加速度大��；若不是，請說明理由；
（3）求導體棒在磁場中運動了t=1s的時間內(nèi)，定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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