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    16．高铁列车上有很多制动装置．在每节车厢上装有制动风翼，当风翼完全打开时，可使列车产生a1=0.5m/s2的平均制动加速度．同时，列车上还有电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等．单独启动电磁制动系统，可使列车产生a2=0.7m/s2的平均制动加速度．所有制动系统同时作用，可使列车产生最大为a=3m/s2的平均制动加速度．在一段直线轨道上，列车正以v0=324km/h的速度匀速行驶时，列车长接到通知，前方有一列车出现故障，需要该列车减速停车．列车长先将制动风翼完全打开让高速行驶的列车减速，当车速减小了$\frac{1}{3}$时，再通过电磁制动系统同时制动．
    （1）若不再开启其他制动系统，从开始制动到停车，高铁列车行驶的距离是多少？
    （2）若制动风翼完全打开时，距离前车只有2km，那么该列车最迟在距离前车多远处打开剩余的制动装置，才能保证不与前车相撞？

    分析 （1）根据题意可明确列车的速度和加速度，根据速度和位移关系可求得只开制动风翼时的制动距离；
    （2）为了防止相撞应让车恰好到达前车时停止，则根据最大加速度和速度与位移关系可求得在前车多远的地方需要打开制动装置．

    解答 解：（1）由题意可得v0=324 km/h=90 m/s
    打开制动风翼时，a1=0.5 m/s2，${v}_{1}^{\;}=\frac{2}{3}{v}_{0}^{\;}=60m/s$
    在此过程中行驶的距离：${x}_{1}^{\;}=\frac{{v}_{0}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2{a}_{1}^{\;}}=4500m$
    再打开电磁制动后，共同作用的加速度为a′=0.5 m/s2+0.7 m/s2=1.2 m/s2
    在此过程中行驶的距离${x}_{2}^{\;}=\frac{{v}_{1}^{2}}{2{a}_{2}^{\;}}=1500m$  
    高铁列车在此过程中行驶的总距离：x=x1+x2=6000 m
    （2）设最迟需要在距离前车△x处打开其他制动装置．
    由题意知，此时减速需要最大制动加速度．
    即a=3 m/s2
    $△x=\frac{{v}_{\;}^{2}}{2a}$  
    减速之前有   ${x}_{0}^{\;}-△x=\frac{{v}_{0}^{2}-{v}_{\;}^{2}}{2{a}_{1}^{\;}}$  
    由以上两式可解得：△x=1220 m
    答：（1）若不再开启其他制动系统，从开始制动到停车，高铁列车行驶的距离是6000m
    （2）若制动风翼完全打开时，距离前车只有2km，那么该列车最迟在距离前车1220m打开剩余的制动装置，才能保证不与前车相撞

    点评 本题考查匀变速直线运动中追及相遇问题，要注意明确题意，根据已知条件进行分析，从而选择合适的物理规律求解．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：2016-2017学年贵州省遵义市高二理上第一次月考物理试卷（解析版） 题型：计算题

    如图所示，在竖直向下的无界匀强电场中有一组合轨道。一个金属小球从距水平面为h的光滑斜面轨道上的A点由静止释放。匀强电场的电场强度大小为E，金属小球的质量为m，电荷量为，光滑斜面轨道的倾角为。金属小球运动到B点时无能量损耗，水平轨道BC是长为L的粗糙水平面，与半径为R的处于竖直平面内的光滑半圆形轨道相切于C点，D为半圆形轨道的最高点，金属小球恰能通过轨道最高点D。小球的重力大于所受的电场力，重力加速度为g。求：

    （1）金属小球沿光滑斜面轨道运动到B点时的速度大小；

    （2）金属小球从B运动到C的过程中摩擦阻力所做的功。

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．以下说法中正确的是（　　）
    A．在绝热过程中外界对气体做功，气体的内能必然增加
    B．分子间的作用力表现为引力时，分子间的距离增大，分子势能增大
    C．知道某物质摩尔体积和阿伏加德罗常数，一定可估算其分子直径
    D．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发进行
    E．水的体积很难被压缩，这是水分子间存在斥力的宏观表现

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    4．如图是磁流体发电机的装置，a、b组成一对平行电极，两板间距为d，板平面的面积为S，内有磁感应强度为B的匀强磁场．现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性），垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻阻值为R，当发电机稳定发电时，负载中电流为I，则（　　）
    A．a板电势比b板电势低
    B．磁流体发电机的电动势E=Bdv
    C．负载电阻两端的电压大小为Bdv
    D．两板间等离子体的电阻率ρ=$\frac{（Bdv-IR）S}{Id}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ（如图），弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于$\sqrt{Rgtanθ}$，则（　　）
    A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压
    B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
    C．这时铁轨对车轮轮缘没有挤压
    D．如果速度变大，对内侧车轮轮缘的作用力一定变大

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．关于物理思想方法和物理学史，下列说法正确的是（　　）
    A．卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量，从而提出了万有引力定律
    B．匀变速直线运动的位移公式x=v0t+$\frac{1}{2}a{t^2}$是利用微元法推导的公式
    C．由于牛顿在万有引力定律方面的杰出成就，所以被称为能“称量地球质量”的人
    D．法拉第首先发现了电流可以使周围的小磁针偏转

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．在建筑装修中，工人用质量为m的磨石对水平地面进行打磨，当对磨石施加力压力F时（如图所示），磨石刚好能匀速向右运动，已知磨石与地面间的动摩擦因数是μ，在磨石向前运动s的过程中，工人对磨石做功为（　　）
    A．FscosθB．μFsC．μ（mg+Fsinθ）sD．μ（mg+F）s

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动．不计带电粒子所受重力．
    （1）求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；
    （2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．如图所示，虚线左侧存在非匀强电场，MO是电场中的某条电场线，方向水平向右，长直光滑绝缘细杆CD沿该电场线放置．质量为m1、电量为+q1的A球和质量为m2、电量为+q2的B球穿过细杆（均可视为点电荷）．当t=0时A在O点获得向左的初速度v0，同时B在O点右侧某处获得向左的初速度v1，且v1＞v0．结果发现，在B向O点靠近过程中，A始终向左做匀速运动．当t=t0时B到达O点（未进入非匀强电场区域），A运动到P点（图中未画出），此时两球间距离最小．静电力常量为k．
    （1）求0～t0时间内A对B球做的功；
    （2）求杆所在直线上场强的最大值；
    （3）某同学计算出0～t0时间内A对B球做的功W1后，用下列方法计算非匀强电场PO两点间电势差：
    设0～t0时间内B对A球做的功为W2，非匀强电场对A球做的功为W3，
    根据动能定理W2+W3=0
    又因为W2=-W1
    PO两点间电势差U=$\frac{W_3}{q_1}=\frac{W_1}{q_1}$
    请分析上述解法是否正确，并说明理由．

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