7．額定功率是80kW的無軌電車，其最大速度是72km/h，質(zhì)量是2t，如果它從靜止先以2m/s2的加速度勻加速開出，阻力大小一定，則電車勻加速運動行駛能維持多少時間？又知電車從靜止駛出到增至最大速度共經(jīng)歷了21s，在此過程中，電車發(fā)生的位移是多少？

分析 （1）根據(jù)P=fv，結(jié)合最大速度求出阻力的大小，根據(jù)牛頓第二定律求出牽引力的大小，結(jié)合P=Fv求出勻加速運動的末速度，根據(jù)速度時間公式求出勻加速運動的時間；
（2）根據(jù)速度位移公式求出勻加速行駛的距離，抓住功率不變，根據(jù)動能定理求出變加速運動的距離，結(jié)合勻加速運動的距離求出總距離．

解答 解：（1）72km/h=20m/s，
根據(jù)P=fvm得，阻力的大小f=$\frac{P}{{v}_{m}}$=$\frac{80000}{20}$N=4000N．
根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)-f=ma，解得牽引力F=ma+f=2000×2+4000N=8000N．
則勻加速運動的末速度v=$\frac{P}{F}$=$\frac{80000}{8000}$=10m/s，
勻加速運動的時間t1=$\frac{v}{a}$=$\frac{10}{2}$=5s．
（2）勻加速行駛的距離x1=$\frac{{v}^{2}}{2a}$=$\frac{100}{4}$=25m．
變加速運動的時間t2=21-5s=16s，
根據(jù)動能定理得，Pt2-fx2=$\frac{1}{2}$m${v}_{m}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv2，
代入數(shù)據(jù)解得：x2=245m．
則總距離為：x=x1+x2=25+245m=270m．
答：（1）電車勻加速運動行駛能維持5s；
（2）整個過程中電車發(fā)生的總距離是270m．

點評 本題考查了機車的啟動問題，知道功率與牽引力、速度的關(guān)系，知道加速度為零時，速度最大，難度不大．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

17．如圖所示，有一矩形線圈的面積為s，匝數(shù)為N，內(nèi)阻不計，繞OO′軸在水平方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是（　�。�
A．矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e=NBSωcosωt
B．矩形線圈從圖示位置經(jīng)過$\frac{π}{ω}$時間時，通過電流表的電荷量為0
C．當(dāng)P位置不動，R增大時，電流表與電壓表讀數(shù)變大
D．當(dāng)P位置向上移動、R不變時，電壓表讀數(shù)不變，電流表讀數(shù)變大

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

18．物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動能越來越大，為了“探究重力做功和物體動能變化間的定量關(guān)系”，我們提供了如圖的實驗裝置．
（1）某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識結(jié)合右圖設(shè)計一個本實驗情景的命題：如圖所示，設(shè)質(zhì)量為m（已測定）的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的位移s，通過光電門時的速度v，試探究外力做的功mgs與小球動能變化量$\frac{1}{2}$mv2的定量關(guān)系．
（2）某同學(xué)根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)字．
①用天平測定小球的質(zhì)量為0.50kg；
②用游標(biāo)尺測出小球的直徑為10.0mm；
③用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為80.80cm；
④電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端．
⑤電磁鐵斷電，小球自由下落．
⑥在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為2.50×10-3s，由此可算得小球經(jīng)過光電門時的速度為4m/s．
⑦計算得出重力做的功為4.02J，小球動能變化量為4.00J．（g取10m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）試根據(jù)在（2）中條件下做好本實驗的結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)，重力做的功與物體動能的變化量相等．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．如圖所示，半頂角為α的光滑倒“V”型框架豎直放置，其上套有兩個通過細線相連的光滑輕質(zhì)環(huán)P和Q，如果將一質(zhì)量為m的物體用掛鉤掛在環(huán)P上，重力加速度為g，則細線中的張力為（　�。�
A．mgtanαB．mgcotαC．$\frac{mg}{2sinα}$D．$\frac{mg}{2cosα}$

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2．近期，南海爭端升級，為提高警惕保衛(wèi)祖國，我國海軍為此進行了登陸演練．如圖所示，假設(shè)一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深，只能停錨在離海岸登陸點s=lkm處．登陸隊員需要從較高的軍艦甲板上，利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標(biāo)，若繩索兩端固定好后，與豎直方向的夾角θ=30°，為保證行動最快，隊員甲先利用溜索工具無摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦勻減速滑至快艇，速度剛好為零，在隊員甲開始下滑時，隊員乙在甲板上同時開始向快艇以速度v0=5m/s平拋救生圈（不計空氣阻力），第一個剛落到快艇，接著拋第二個，結(jié)果第二個救生圈剛好與甲隊員同時抵達快艇，若重力加速度g=10m/s2，問：
（1）軍艦甲板到快艇的豎直高度H及隊員甲在繩索上運動的時間t0；
（2）若加速過程與減速過程中的加速度大小相等，則隊員甲在何處速度最大？最大速度是多大？
（3）若快艇與戰(zhàn)艦最初的距離相對快艇離岸距離可忽略，快艇的額定功率為5kW，載人后連同裝備總質(zhì)量為l03kg，從靜止開始以最大功率向登陸點加速靠近，到達岸邊時剛好能達到最大速度10m/s，快艇在水中受到的阻力恒定，求快艇運動的時間t'．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．關(guān)于電流，下列說法中正確的是（　�。�
A．因為電流有方向，所以電流是矢量．
B．電子運動的速率越大，電流越大
C．通過導(dǎo)線截面的電荷量越多，電流越大
D．單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

19．某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進行研究．他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過處理轉(zhuǎn)化為v-t圖象，如圖所示（除2s～10s時間段圖象為曲線外，其余時間段圖象均為直線）．已知在小車運動的過程中，2s后小車的功率P=9W保持不變，小車的質(zhì)量為1.0kg，可認(rèn)為在整個運動過程中小車所受到的阻力大小不變．求：
（1）小車所受到的阻力大小；
（2）小車勻速行駛階段的功率；
（3）小車在加速運動過程中位移的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

16．某同學(xué)利用圖甲所示電路測量電源電動勢和內(nèi)電阻以及金屬絲的電阻率，其中ab為電阻率相同的粗細均勻的金屬絲，定值電阻R0=2Ω，電流表和電壓表均可視為理想電表，滑片P始終與金屬絲ab接觸良好，實驗過程如下（計算結(jié)果保留2位小數(shù)）．

（1）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P的位置，記錄對應(yīng)的電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U，并測量aP的長度x；
（2）改變滑片P的位置，多次重復(fù)步驟（1），其中某次電流表和電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為I=0.50A，電壓表示數(shù)為U=2.60V．
（3）根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)分別繪制了如圖丙所示的U-I圖線和圖丁所示的$\frac{U}{I}$-x圖線．

（4）由圖丙可得電源的電動勢為E=3.00V，內(nèi)電阻r=1.00Ω．
（5）利用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如圖戊所示，則金屬絲的直徑d=0.400mm，結(jié)合圖丁可得金屬絲的電阻率ρ=1.26×10-6Ω•m，電流表的內(nèi)阻Rx=2.00Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

17．如圖所示，物體的質(zhì)量m=4kg，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，在與水平方向夾角為37°、大小為10N的恒力F的作用下，由靜止開始加速運動，取g=10m/s2，已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，試求：
（1）物體運動的加速度的大小a；
（2）若t1=10s時撤去恒力F，物體還能繼續(xù)滑行的時間t2和距離x．

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同步練習(xí)冊答案