某學(xué)?萍夹〗M對一輛自制小遙控車的性能進(jìn)行研究,他們讓小車在水平地面上由靜止開始運(yùn)動(dòng),并將小車運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來,通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖象,已知小車在0-2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),2-10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變,在10s末停止遙控,關(guān)閉電動(dòng)機(jī).小車的質(zhì)量m=1kg,整個(gè)過程中小車受到的阻力保持不變.求:
(1)小車所受的阻力f;
(2)小車在2-10s內(nèi)牽引力的功率;
(3)小車在14s內(nèi)阻力f做的功.
(1)在7~10s內(nèi)小車勻速運(yùn)動(dòng)故F=f,所以P=Fv=fvmax=8f,
而在0~2s內(nèi)小車的加速度a=
△v
△t
=
4
2
=2m/s2
根據(jù)牛頓第二定律可知:F=ma,
即F-f=ma,
所以:F=f+ma=f+1×2=f+2,
故在t=2s時(shí)有:P=(f+2)×4,
由于在2~10s內(nèi)牽引力的功率保持不變,
所以f×8=(f+2)×4,
解得:f=2N.
(2)t=10s時(shí)牽引力的功率P=Fv=2×8=16W;
(3)摩擦力在0~2s內(nèi)所做的功為:W1=-fx1=-2×
4×2
2
=-8J,
根據(jù)動(dòng)能定理2~10s對小車有:P△t+W2=
1
2
mv2-
1
2
mv22
,
解得:W2=-P△t+
1
2
mv2-
1
2
mv22
=-16×8+
1
2
×1×(64-16)=-128+24=-104J,
在10~14s時(shí)間內(nèi)小車做勻減速運(yùn)動(dòng),其加速度a′=
f
m
=
-2
2
=-1m/s2,
所以在t=14s時(shí)物體的速度v3=0,
故在10~14s內(nèi)阻力對小車所做的功為:W3=-2×
8+0
2
×4
=-32J,
故0~14s內(nèi)摩擦阻力對小車所做的功為:W=W1+W2+W3=-8-104-32=-144J.
答:(1)小車所受的阻力為2N;(2)小車在2-10s內(nèi)牽引力的功率為16W;(3)小車在14s內(nèi)阻力f做的功為-144J.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

起重機(jī)將質(zhì)量為500kg的物體由靜止豎直向上吊起2m高,此時(shí)物體的速度大小為1m/s,如果g取10m/s2,則( 。
A.起重機(jī)對物體做功250J
B.起重機(jī)對物體做功1.025×104J
C.物體受到的合力對它做功250J
D.物體受到的合力對它做功1.025×104J

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為m1和m2,且m1=4m2,當(dāng)它們以相同的動(dòng)能在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平面上滑行時(shí),它們滑行的距離之比s1:s2和滑行的時(shí)間之比t1:t2分別:(  )
A.1:4,1:2B.4:1、2:1C.1:4、2:1D.4:1、4:1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為+q的滑塊,靜止在絕緣水平面上.某時(shí)刻,在MN的左側(cè)加一個(gè)場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,滑塊在電場力的作用下開始向右運(yùn)動(dòng).已知滑塊與MN之間的距離為d,滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.求:
(1)滑塊在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大小;
(2)滑塊停止時(shí)與MN間的距離x.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,質(zhì)量為m=lkg的小物塊由靜止輕輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上,從A點(diǎn)隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到水平部分的最右端B點(diǎn),經(jīng)半圓軌道C點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑的半圓軌道,恰能做圓周運(yùn)動(dòng).C點(diǎn)在B點(diǎn)的正上方,D點(diǎn)為軌道的最低點(diǎn).小物塊離開D點(diǎn)后,做平拋運(yùn)動(dòng),恰好垂直于傾斜擋板打在擋板跟水平面相交的E點(diǎn).已知半圓軌道的半徑R=0.9m,D點(diǎn)距水平面的高度h=0.75m,取g=10m/s2,試求:
(1)摩擦力對物塊做的功;
(2)小物塊經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)對軌道壓力的大。
(3)傾斜擋板與水平面間的夾角θ.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

一個(gè)質(zhì)量為m的自帶動(dòng)力的玩具電動(dòng)小車從斜面底端,無初速度向上運(yùn)動(dòng)一段距離x過程中,克服重力做功為W1,摩擦力做功為W2,牽引力做功為W3,末速度為v,則( 。
A.玩具車的機(jī)械能增加為W1+W3
B.玩具車的重力勢能增加了W1
C.玩具車的動(dòng)能增加為W2+W3
D.玩具車的機(jī)械能增加了
1
2
mv2
+W1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

在半徑為R=12000km的某星球表面,宇航員做了如下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖.豎直面內(nèi)的光滑軌道有軌道AB和圓軌道BC組成,將質(zhì)量為m=0.1kg的小球,從軌道AB上高H處的某點(diǎn)靜止滑下,用力傳感器測出小球經(jīng)過C點(diǎn)是對軌道的壓力F,改變H的大小,可測出相應(yīng)的F大小,F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙,求:
(1)圓軌道的半徑;
(2)該星球表面的重力加速度大;
(3)該星球的第一宇宙速度.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示為半徑R=0.50m的四分之一圓弧軌道,底端距水平地面的高度h=0.45m.一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊從圓弧軌道頂端A由靜止釋放,到達(dá)軌道底端B點(diǎn)的速度v=2.0m/s.忽略空氣的阻力.取g=10m/s2.求:
(1)小滑塊在圓弧軌道底端B點(diǎn)受到的支持力大小FN
(2)小滑塊由A到B的過程中,克服摩擦力所做的功W;
(3)小滑塊落地點(diǎn)與B點(diǎn)的水平距離x.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,AB為
1
4
圓弧軌道,半徑為R,BC是水平軌道,整個(gè)軌道不光滑,今有質(zhì)量m物體,自A點(diǎn)從靜止滑下,運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)剛好停止.今沿軌道緩慢把物體由C推到A點(diǎn)做功W則( 。
A.W>mgRB.W<2mgRC.W=2mgRD.W>2mgR

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