【題目】如圖所示是上!懊髦榫”某輕軌車站的設計方案,與站臺連接的軌道有一個小坡度,電車進站時要上坡,出站時要下坡.如果電車到達a點時速度是25.2km/h,此后便切斷電動機的電源.已知電車的質量為20t,重力加速度取10m/s2

(1)若不考慮電車所受的摩擦力,電車能沖上多高的站臺;
(2)若站臺bc的坡高為2m,電車恰好沖上此站臺,求此過程中,電車克服摩擦力做了多少功;
(3)請你說說站臺做成這樣一個小坡有什么好處?

【答案】
(1)解;電車初速度為v1=25.2km/h=7m/s,取a點所在的水平面為重力勢能零參考面,那么,電車沖上高臺的過程只受重力做功,故根據(jù)機械能守恒定律可得: ;所以, ;

答:若不考慮電車所受的摩擦力,電車能沖上2.45m高的站臺;


(2)解;對電車沖上高臺的過程應用動能定理得: ,其中WG=﹣mgh,v2=0;

解得 ;即

答:若站臺bc的坡高為2m,電車恰好沖上此站臺,那么此過程中,電車克服摩擦力做了9.0×104J的功.


(3)解;進站前切斷電源,機車憑慣性上坡,動能轉化成重力勢能儲存起來,出站下坡重力勢能轉化成動能,節(jié)省了能源;
【解析】(1)沒有摩擦力的情況下機械能守恒動能全部轉化為重力勢能。
(2)電車沖上高臺的過程只有重力和摩擦力做功。根據(jù)動能定理列式求解。
(3)根據(jù)能量守恒分析。
【考點精析】認真審題,首先需要了解功能關系(當只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W =E k2 -E k1 (動能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:W F =E 2 -E 1),還要掌握動能定理的綜合應用(應用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷)的相關知識才是答題的關鍵.

練習冊系列答案
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【題目】用如圖所示裝置來驗證動量守恒的實驗,質量為mA的鋼球A放在小支柱N上,球心離地面高度為H;質量為mA的鋼球A用細線拴好懸掛于O點,當細線被拉直時O點到球心的距離為L , 且細線與豎直線之間夾角為α . 球A由靜止釋放,擺到最低點時恰與球A發(fā)生正碰,碰撞后,A球把輕質指示針C推移到與豎直線夾角為β處,A球落到地面上,地面上鋪有一張覆蓋有復寫紙的白紙D , 用來記錄球A的落點.保持α角度不變,多次重復上述實驗,在白紙上記錄到多個A球的落地點.

a為保證實驗成功,必須保證mAmA . (填“大于”,“等于”或“小于”)
b設碰撞前瞬間球A的速度為vA , 碰撞后球A的速度為vA , 球A的速度為vA , 則實驗需要驗證的關系式為
c若實驗中測得mA、mA、L、α、β、Hs等物理量,用測得的物理量表示:mAvA=mAvA=

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【題目】頻閃照相是研究物理過程的重要手段,如圖所示是某同學研究一質量為m=0.5kg的小滑塊從光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑動時的頻閃照片.已知斜面足夠長,傾角為α=37°,閃光頻率為10Hz.經測量換算獲得實景數(shù)據(jù):sl=s2=40cm,s3=35cm,s4=25cm,s5=15cm.取g=l0m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8,設滑塊通過平面與斜面連接處時沒有能量損失.求:

(1)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ,并說明滑塊在斜面上運動到最高點后能否自行沿斜面下滑;
(2)滑塊在斜面上運動過程中克服摩擦力所做的功.

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【題目】一輛卡車在丘陵地帶勻速率行駛,地形如圖所示,由于輪胎太舊,途中容易爆胎,爆胎可能性最大的地段應是( )

A.a處
B.b處
C.c處
D.d處

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【題目】利用自由落體運動來驗證機械能守恒定律的實驗:
若已知打點計時器的電源頻率為50Hz,當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2 , 重物質量為mkg,實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示,其中0為第一個點,A、B、C為另外3個連續(xù)點,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知,重物由0點運動到B點,重力勢能減少量△EP=J;動能增加量△Ek=J,產生誤差的主要原因是 . (圖中長度單位:cm)

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【題目】如圖所示,在足夠大的光滑絕緣水平面內有一帶正電的點電荷a(圖中未畫出),與a帶同種電荷的質點b僅在a的庫侖力作用下,以初速度v0(沿MP方向)由M點運動到N點,到N點時速度大小為v , 且v<v0 , 則下列說法錯誤的是(  )

A.a電荷一定在虛線MP下方
B.b電荷在M點、N點的加速度大小可能相等
C.b電荷在M點的電勢能小于在N點的電勢能
D.b電荷從M點到N點的過程中,a電荷對其做的總功為負值

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A.它們的角速度相等ωAB
B.它們的線速度υA<υB
C.它們的向心加速度相等
D.A球的向心加速度大于B球的向心加速度

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A.刻度尺B.交流電源C.鉤碼D.彈簧測力計

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A.4:7
B.3:7
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D.9:7

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