(10分)一列火車總質(zhì)量m=500 t,機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P=6×105 W,在軌道上行駛時(shí),軌道對列車的阻力Ff是車重的0.01倍,g取10 m/s2,求:
(1)火車在水平軌道上行駛的最大速度;
(2)在水平軌道上,發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率P工作,當(dāng)行駛速度為v=10 m/s時(shí),列車的瞬時(shí)加速度a是多少;
(3)在水平軌道上以36 km/h速度勻速行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P′;
(4)若火車從靜止開始,保持0.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),這一過程維持的最長時(shí)間和發(fā)動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)做的功。
(1)12 m/s (2)1.1 m/s2 0.02 m/s2 (3)5×105 W (4)4 s  W=1.2×106J
(1)列車以額定功率工作時(shí),當(dāng)牽引力等于阻力,即F=Ff=kmg時(shí)列車的加速度為零,速度達(dá)最大vm,則:vm=12 m/s.    (2分)
(2)當(dāng)v<vm時(shí)列車加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)v=v2=10 m/s時(shí),F(xiàn)2=6×104 N      (1分)
據(jù)牛頓第二定律得:a2=0.02 m/s2.(1分)
(3)當(dāng)v=36 km/h=10 m/s時(shí),車勻速運(yùn)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P、=Ffv=5×105 W.(2分)(4)據(jù)牛頓第二定律得牽引力F′=Ff+ma=3×105 N,在此過程中,速度增大,發(fā)動(dòng)機(jī)功率增大.
當(dāng)功率為額定功率時(shí)速度大小為vm′,即vm′==2 m/s
據(jù)vm′=at,得:t==4 s.            (2分)
根據(jù)動(dòng)能定理:(2分)
本題考查機(jī)車啟動(dòng)的兩種形式,列車以額定功率工作時(shí),當(dāng)牽引力等于阻力,速度達(dá)到最大,由P=Fv,F(xiàn)=f可求得最大速度,當(dāng)當(dāng)v<vm時(shí)列車加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度增大到10m/s時(shí),由P=Fv可求得牽引力大小,再由牛頓第二定律可求得此時(shí)加速度大小,如果火車勻加速啟動(dòng),當(dāng)勻加速的速度達(dá)到最大時(shí),功率增大到額定功率,先由牛頓第二定律求得勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中的牽引力大小,再由P=Fv求得勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度,再由v=at可求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得位移大小,從而求得阻力做功,再由動(dòng)能定理可求得牽引力做功
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:計(jì)算題

(2011年慈溪中學(xué)模擬)一輛汽車質(zhì)量為1×103 kg,最大功率為2×104 W,在水平路面上由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng),最大速度為v2,運(yùn)動(dòng)中汽車所受阻力恒定.發(fā)動(dòng)機(jī)的最大牽引力為3×103 N,其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示.試求:

(1)根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運(yùn)動(dòng)?
(2)v2的大;
(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度;
(4)勻加速運(yùn)動(dòng)過程的最大速度是多大?當(dāng)汽車的速度為10 m/s時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于做功,下列說法中錯(cuò)誤的是(     )
A.靜摩擦力總是不做功
B.滑動(dòng)摩擦力可以不做功
C.力對物體不做功,物體一定靜止
D.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí),太陽對行星的引力始終不做功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,位于固定粗糙斜面上的小物塊P,受到一沿斜面向上的拉力F,沿斜面勻速上滑,F(xiàn)把力F的方向變?yōu)樨Q直向上,若使物塊P仍沿斜面保持原來的速度勻速運(yùn)動(dòng),則(    )
A.力F一定要變小
B.力F一定要變大
C.力F的功率將減小
D.力F的功率將增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

放在水平地面上的一物體,受到方向不變的水平推力F的作用,力F與時(shí)間t的關(guān)系和物體速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,則下列說法正確的是()
(   )
A.物體與地面間的摩擦因數(shù)為0.2
B.物體與地面間的摩擦因數(shù)為0.4
C.9 s內(nèi),力F做的功是126 J
D.3~6 s和6~9 s兩段時(shí)間內(nèi)摩擦力的平均功率相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

汽車在平直公路上以18m/s的速度勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為7.2×104 W,則汽車所受的阻力等于       N。如果保持輸出功率和阻力不變,當(dāng)汽車速度為15m/s時(shí),汽車做      運(yùn)動(dòng)(選填“加速”、“減速”或“勻速”)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,電梯質(zhì)量為M,地板上放置一質(zhì)量為m的物體.鋼索拉電梯由靜止開始向上加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)上升高度為H時(shí),速度達(dá)到v,則
A.地板對物體的支持力做的功等于mv2
B.地板對物體的支持力做的功等于mv2+mgH
C.鋼索的拉力做的功等于Mv2+MgH
D.合力對電梯M做的功等于Mv2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

上海某高校研制的體積只相同于芝麻的八分之一?質(zhì)量僅125 mg的電磁型微電動(dòng)機(jī),經(jīng)上海科技情報(bào)研究所用國際聯(lián)機(jī)檢索證實(shí),是目前世界上最輕的電磁型微電動(dòng)機(jī).它轉(zhuǎn)速可達(dá)1.2×104 r/min,輸出推力為5 N,轉(zhuǎn)軸的直徑約為0.5 mm.它的綜合技術(shù)性能達(dá)到世界一流水平.請你估算出該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸國家級的線速度________ m/s,該電動(dòng)機(jī)的輸出功率________W.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

一條平直的電場線上有A、B、C三點(diǎn),把m=2×10-9kg,q=-2×10-9C的粒子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做1.5×10-7J的正功,再把該電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做功-4×10-7J,則UAB=______V,UCA="______V."

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