练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网有一种地下铁道，站台的路轨建得比正常路轨高些，车辆进站时上坡，出站时下坡，如图．水平站台的路轨BC全长L，比正常路轨高出h，所有进出站台的机车进站时到达坡底A速度均为v0，关闭动力滑行进站，机车在坡道和站台上无动力滑行时所受路轨的摩擦阻力为正压力的k倍，忽略机车长度，路轨在A、B、C处均为平滑连接．
    （1）求机车关闭动力后沿坡道从A点滑行到B点时，克服路轨摩擦阻力所做的功与坡道AB的水平距离x之间的关系；
    （2）若机车在A点关闭动力后滑行，刚好能停在水平站台C点，求坡道AB的水平距离x1；
    （3）在不使用制动的条件下，为确保安全运行，站台设计时坡道AB的水平距离x必须控制在什么范围？
    分析：（1）由摩擦力公式求出车辆受到的摩擦力，然后由功是计算公式求出克服摩擦力所做的功．
    （2）应用动能定理可以求出坡道的水平距离．
    （3）车辆刚好到达B点时坡道最长，由动能定理求出坡道的最大值，然后确定坡道的范围．
    解答：解：（1）设斜面倾角为θ，AB的长度为s，
    机车在坡道上受到的支持力：FN=mgcosθ，
    受到的阻力：Ff=kFN=kmgcosθ，
    克服摩擦阻力做功：
    W克=Ffs=kmgscosθ=kmgx；
    （2）当机车刚好停在C点时，
    由动能定理得：0-
    1
    2
    m
    v
    2
    0
    =-mgh-kmg(x1+L)    ，
    解得：x1=
    v
    2
    0
    -2gh-2kgL
    2kg
    ；
    （3）x越大，机车在坡道上克服阻力做功越多，在站台上的停车点越靠近B点．
    当机车刚好停在B点时有x2，由动能定理得：
    0-
    1
    2
    m
    v
    2
    0
    =-mgh-kmgx2    ，
    解得：x2=
    v
    2
    0
    -2gh
    2kg
    ，
    所以站台坡道AB间的水平距离需满足：
    v
    2
    0
    -2gh-2kgL
    2kg
    ≤x≤
    v
    2
    0
    -2gh
    2kg
    ；
    答：（1）克服路轨摩擦阻力所做的功与坡道AB的水平距离x之间的关系为：W克=kmgx；
    （2）坡道AB的水平距离：x1=
    v
    2
    0
    -2gh-2kgL
    2kg
    ；
    （3）在不使用制动的条件下，为确保安全运行，站台坡道AB的水平距离范围为
    v
    2
    0
    -2gh-2kgL
    2kg
    ≤x≤
    v
    2
    0
    -2gh
    2kg
    ．
    点评：对车辆进行受力分析、应用功的计算公式、动能定理即可正确解题；求坡道的水平距离长度时，先求出其临界值，再确定其范围．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    有一种地下铁道，站台建得高些，电车进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示，设站台高h=2m，进站的电车到达坡的下端A点的速度为25.2km/h，此后随即切断电动机的电源，使电车冲到站台上，设进站电车总质量为80t，轨道光滑，g取10m/s2，试求：
    （1）电车冲上站台时的重力势能（以下端地面为参考平面）；
    （2）电车断电时的动能；
    （3）电车冲上站台时的速度．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?唐山一模）有一种地下铁道，站台的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示．设坡顶高度为h，坡顶A到坡底B水平间距为L1，坡底B到出站口 C间距L2．一质量为m的机车由坡顶A开始无动力下滑，到达坡底B时，机车发动机开始工作，到达出站口 C时，速度已达到正常速度V．若火车与各处轨道间动摩擦因数均为u，且忽略机车长度，求：
    （1）机车到达斜坡底端B时的速度大小v1
    （2）机车到达出站口时，发动机做了多少功；
    （3）请简要说明，站台轨道比运行轨道略高一些的优点．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网有一种地下铁道，站台建得高些，电车进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示，设站台高h=1.6m，进站的电车到达坡的下端A点的速度为21.6km/h，此后随即切断电动机的电源，使电车冲到站台上，设进站电车总质量为80t，轨道光滑，g取10m/s2，试求：
    （1）电车冲上站台时的重力势能（以下端地面为参考平面）；
    （2）电车断电时的动能；
    （3）电车冲上站台时的速度．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2011-2012学年湖北省荆州市公安一中高三（下）段考物理试卷（九）（解析版） 题型：解答题

    有一种地下铁道，站台的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示．设坡顶高度为h，坡顶A到坡底B水平间距为L1，坡底B到出站口 C间距L2．一质量为m的机车由坡顶A开始无动力下滑，到达坡底B时，机车发动机开始工作，到达出站口 C时，速度已达到正常速度V．若火车与各处轨道间动摩擦因数均为u，且忽略机车长度，求：
    （1）机车到达斜坡底端B时的速度大小v1
    （2）机车到达出站口时，发动机做了多少功；
    （3）请简要说明，站台轨道比运行轨道略高一些的优点．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案