(2009?黃山一模)某興趣小組對一輛玩具遙控車的性能進(jìn)行研究.他們讓玩具遙控車在水平地面上由靜止開始運(yùn)動,通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖象,已知小車在0-ts內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動;ts-10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變,且7s-10s為勻速直線運(yùn)動;在10s末停止遙控讓小車自由滑行,小車質(zhì)量m=1kg,整個過程中小車受到的阻力f大小不變.求:
(1)小車所受阻力f的大小;
(2)在ts-10s內(nèi)小車牽引力的功率P;
(3)小車在加速運(yùn)動過程中的總位移S.
分析:(1)在10s末停止遙控讓小車自由滑行過程,小車做勻減速運(yùn)動,由速度圖線求出加速度,根據(jù)牛頓第二定律求解阻力.
(2)ts-10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變,7s-10s內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動,牽引力與阻力平衡,小車牽引力的功率P=Fv.
(3)由圖讀出勻加速直線運(yùn)動的末速度,此時小車達(dá)到額定功率,求出牽引力.由牛頓第二定律求出勻加速運(yùn)動的加速度,由位移公式求出勻加速運(yùn)動的位移.在0-7s內(nèi)運(yùn)用動能定理求解S.
解答:解:(1)在10s撤去牽引力后,小車只在阻力f作用下做勻減速運(yùn)動,由圖象可得減速時加速度大小為
α=|
△v
△t
|=|
0-6
3
m/s2
|=2m/s2
根據(jù)牛頓第二定律得,阻力f=ma=2N
(2)7s-10s內(nèi),設(shè)牽引力為F,F(xiàn)=f,vm=6m/s,則P=Fvm=12w
ts-10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變,故ts-10s內(nèi)小車牽引力的功率P=12W.
(3)小車的加速運(yùn)動過程可以分解為0-ts和ts-7s兩段,由于ts時功率為12W,所以此時牽引力為
  Ft=
P
vt
=4N
所以0-ts內(nèi)α1=
Ft-f
m
=2m/s2
t=
vt
a1
=1.5s
;
   S1=
v
2
t
2a1
=2.25m

在0-7s內(nèi)由動能定理可得:
FtS1+P(7s-t)-fS=
1
2
m
v
2
m

代入數(shù)據(jù),解得S=28.5m
答:
(1)小車所受阻力f的大小為2N;
(2)在ts-10s內(nèi)小車牽引力的功率P=12W;
(3)小車在加速運(yùn)動過程中的總位移S=28.5m.
點(diǎn)評:本題首先對小車的運(yùn)動過程進(jìn)行正確分析,其次要選擇恰當(dāng)?shù)囊?guī)律求解.對于ts-10s內(nèi)小車變加速運(yùn)動過程,不能用運(yùn)動學(xué)公式求位移,只能從能量的角度求位移.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?黃山一模)物體A的質(zhì)量為1kg,置于水平地面上,物體與地面的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,從t=0開始物體以一定初速度v0向右滑行的同時,受到一個水平向左的恒力F=l N的作用,則能反映物體受到的摩擦力f隨時間變化的圖象的是下圖中的哪一個(取向右為正方向,g=10m/s2)(  )

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案