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低碳、环保是未来汽车的发展方向.某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的.某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图所示,其中①是储能装置关闭时的关系图线,②是储能装置开启时的关系图线.已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计,根据图象所给的信息可求出:
(1)汽车行驶过程中所受地面的阻力为______N;
(2)汽车的额定功率为______kW;
(3)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为______J;
(4)汽车测试过程加速运动的时间为______s.

对于图线①,根据动能定理得:-fx=0-Ek,得到阻力为f=
Ek
x
=
8×103
(11-7)×102
=2×103N.
设汽车匀速运动的速度为v,则有Ek=
1
2
mv2
得,v=40m/s,
汽车的额定功率为:P=Fv=fv=2×103×40W=80kW.
根据功能关系得到:汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为:E=Ek-fS=8×105J-2×103×1.5×102J=5×105J.
对于加速运动过程,根据动能定理得:Pt-fS=Ek2-Ek1,代入数据解得到t=16.25s.
故答案为:2×103N,80kW,5×105J,16.25s.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一个装置由粗糙的水平轨道AB和光滑半圆形竖直轨道CED构成,圆心O与AB等高,E为最低点,如图所示,BC点重合,AB长为1m,质量为0.2kg的小滑块与水平轨道的动摩擦因数为0.15,滑块从A点以速度2m/s沿水平轨道向右运动,从B点抛出,恰好落在半圆形轨道的最低点E,与轨道发生碰撞后,滑块沿法线方向速度减为0,切线方向的速度不变,求:
(1)滑块在B点的速度;
(2)沿圆轨道上滑的最大高度和第二次回到最低点对轨道的压力;
(3)若水平轨道AB长度可以调节,则在仅适当调节AB的长度时,滑块能否垂直打到半圆形轨道上,若能,求出AB长度,若不能,说明理由.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在一个水平面上建立x轴,过原点O垂直于x轴平面的右侧空间有一匀强电场,场强大小E=6×105N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=-5×10-6C,质量m=10g的绝缘物块,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2m/s,如图所示.求物块最终停止时的位置及整个过程运动的路程.(g取10m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

某滑板赛道可以简化为如图所示的轨道.AB为光滑的
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(1)滑块到达B点所受的支持力;
(2)求滑块与水平面的动摩擦因数;
(3)若滑块从A点以一定初速度下滑,恰能到达E点,求滑块最终停止的位置.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

为验证动能定理,某同学设计了如下实验.将一长直木板一端垫起,另一端侧面装一速度传感器,让小滑块由静止从木板h高处(从传感器所在平面算起)自由滑下至速度传感器时,读出滑块经此处时的速度v,如图所示.多次改变滑块的下滑高度h(斜面的倾角不变),对应的速度值记录在表中:
下滑高度h/m0.100.200.300.400.50
速度v/m?s-10.6330.8951.1001.2651.414
(1)要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立,该同学建立了以h为纵轴的坐标系,你认为坐标系的横轴应该是什么?______.
(2)已知当地重力加速度g,若要求出滑块与木板间的动摩擦因数,还需测出______(写出物理量及符号);则计算滑块与木板间的动摩擦因数的表达式为______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,AB是粗糙的
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圆弧,半径为R,OA水平,OB竖直,O点离地面高度为2R,一质量为m的小球,从A点静止释放,不计空气阻力,最后落在距C点R处的D点.求:
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

蹦极是一项既惊险又刺激的运动,深受年轻人的喜爱.如图所示,原长L=16m的橡皮绳一端固定在塔架的P点,另一端系在蹦极者的腰部.蹦极者从P点由静止跳下,到达A处时绳刚好伸直,继续下降到最低点B处,BP之间距离h=20m.又知:蹦极者的质量m=60kg,所受空气阻力f恒为体重的
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,蹦极者可视为质点,g=10m/s2.求:
(1)蹦极者到达A点时的速度;
(2)橡皮绳的弹性势能的最大值;
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在竖直平面内固定一轨道ABCO,AB段水平放置,长为4m;BCO段弯曲且光滑,轨道在O点的曲率半径为1.5m;一质量为1.0kg、可视为质点的圆环套在轨道上,圆环与轨道AB段间的动摩擦因数为0.5.建立如图所示的直角坐标系,圆环在沿x轴正方向的恒力F作用下,从A(7,2)点由静止开始运动,到达原点O时撤去恒力F,水平飞出后经过D(6,3)点.重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力.求:
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⑴物块与传送带之间的动摩擦因数
⑵物块刚滑过C点时对轨道的压力FN
⑶物块在A点至少要具有多大的速度,才能通过半圆形轨道的最高点D (结果可用根式表示) .

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