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20.质量为m的汽车在关闭油门后,恰能沿倾角为θ的斜坡的匀速下滑,现使它从坡顶由静止开始,以额定功率为P加速开出,至坡底所用的时间为t,则汽车到达坡底速度的大小?

分析 汽车能匀速下滑,由共点力平衡求的摩擦因数
当额定功率加速运动时,由动能定理即可求得速度

解答 解:汽车能静止运动,故有:
mgsinθ-μmgcosθ=0
以额定功率运动时,有:
$Pt-mgxsinθ-μmgxcosθ=\frac{1}{2}m{v}^{2}-0$
联立解得:$v=\sqrt{\frac{2pt}{m}}$
答:汽车到达坡底速度的大小为$\sqrt{\frac{2pt}{m}}$

点评 本题主要考查了共点力平衡和动能定理,查了恒定功率启动和恒定加速度启动问题,知道汽车在整个过程中的运动规律是解决本题的关键,

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.牛顿认为公式中的引力常数G是普适常数,不受物体的形状、大小、地点和温度等因素影响,引力常数的准确测定对验证万有引力定律将提供直接的证据.英国物理学家卡文迪许(H.Cavendish 1731-1810)根据牛顿提出的直接测量两个物体间的引力的想法,采用扭秤法第一个准确地测定了引力常数.扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T形架,倒挂在一根金属丝的下端.T形架水平部分的两端各装一个质量是m1的小球,T形架的竖直部分装一面小平面镜M,它能把射来的光线反射到刻度尺上,这样就能比较精确地测量金属丝地扭转.实验时,把两个质量都是m2地大球放在如图所示的位置,它们跟小球的距离相等.由于m1受到m2的吸引,T形架受到力矩作用而转动,使金属丝发生扭转,产生相反的扭转力矩,阻碍T形架转动.当这两个力矩平衡时,T形架停下来不动.这时金属丝扭转的角度可以从小镜M反射的光点在刻度尺上移动的距离求出,再根据金属丝的扭转力矩跟扭转角度的关系,就可以算出这时的扭转力矩,进而求得m1与m2的引力F.
(1)若已知小球的质量m1=1kg,大球质量m2=2kg,两球心间的距离l=20cm,请据引力常量G的标准值求出两球间万有引力F的大小.(保留三位有效数字)
(2)卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的质量”,若不考虑地球自转的影响,地面上的物体所受重力等于地球对物体的引力,请用地球表面的重力加速度g、地球的半径R和引力常量G,推导表示出地球的质量M.

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11.如图所示,粗糙的水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,弹簧处于自然状态时其右端位于桌面右边缘D点.水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R.用质量m=1.0kg的物块将弹簧压缩到B点后由静止释放,弹簧恢复原长时物块恰从桌面右边缘D点飞离桌面后,由P点沿圆轨道切线落入圆轨道.物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,BD间距离L=0.8m,g取10m/s2,求:
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(3)弹簧在B点时具有的弹性势能;
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8.如图所示,一半径为R=0.4m的半圆形轨道BC放在水平面上,与水平面平滑相切与B点,一质量为m=1kg的小球以某一速度冲上轨道,经过B点时的速度为6m/s,并恰好能通过C点,取g=10m/s2,则求:
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(2)小球通过C点时的速度大小
(3)小球落地点A距离B多远.

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15.如图所示,压路机后轮半径是前轮半径的2倍,压路机匀速行进时,小轮沿上A点的向心加速度是12cm/s2,那么大轮沿上B点的向心加速度是多大?大轮上距轴心的距离为$\frac{R}{3}$的C点的向心加速度是多大?

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5.在科学研究中,可以通过加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制,如图甲所示的xoy平面处于磁场中,磁场与xoy平面垂直,磁感应强度B随时间t做周期性变化,如图乙所示,一质量为m,带电荷量为+q的粒子(不计重力)以初速度V0由O点沿x轴正方向射入磁场.各物理量满足t0=$\frac{πm}{3q{B}_{0}}$.

(1)若t=0时粒子射入磁场,求t=t0时粒子的位置坐标.
(2)若粒子在某一时刻t′射入磁场,粒子不会穿越x轴,且其纵坐标始终不超过某一定值y0

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12.如图所示,被长为L的细绳系着的小球,能使O点在竖直平面内做圆周运动,O点离地面的竖直高度为h=3L,如果绳受到的拉力等于小球所受重力的5倍时,就会断裂,那么当小球运动到最低点的速度多大时,绳刚好断裂,小球飞出后落地点距O点的水平距离为多少?

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10.图示的是自感现象的实验装置,A是灯泡,L是带铁芯的线圈为电源,K是开关.下述判断正确的是(  )
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