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    ②变力功的求解问题和变力作用的过程问题:变力作用过程是应用牛顿运动定律和运动学公式难以求解的问题.变力的功也是功的计算式难以解决的问题.都可以应用动能定理来解决. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    精英家教网大风可能给人们的生产和生活带来一些危害，同时风能也是可以开发利用的清洁能源．
    （1）据北京市气象台监测显示，2012年3月23日北京刮起了今年以来最大的风，其短时风力达到近十级．在海淀区某公路旁停放的一辆小轿车被大风吹倒的数字信息亭砸中，如图甲所示．已知该信息亭形状为长方体，其高度为h，底面是边长为l的正方形，信息亭所受的重力为G，重心位于其几何中心．
    ①求大风吹倒信息亭的过程中，至少需要对信息亭做多少功；
    ②若已知空气密度为ρ，大风的风速大小恒为v，方向垂直于正常直立的信息亭的竖直表面，大风中运动的空气与信息亭表面作用后速度变为零．求信息亭正常直立时，大风给它的对时间的平均作用力为多大．
    （2）风力发电是利用风能的一种方式，风力发电机可以将风能（气流的动能）转化为电能，其主要部件如图乙所示．已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S，运动的空气与受风面作用后速度变为零，风力发电机将风能转化为电能的效率和空气密度均保持不变．当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时，风力发电机输出的电功率为P．求在同样的风向条件下，风速为
    v2
    时这台风力发电机输出的电功率．
    利用风能发电时由于风速、风向不稳定，会造成风力发电输出的电压和功率不稳定．请你提出一条合理性建议，解决这一问题．

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    大风可能给人们的生产和生活带来一些危害，同时风能也是可以开发利用的清洁能源．
    （1）据北京市气象台监测显示，2012年3月23日北京刮起了今年以来最大的风，其短时风力达到近十级．在海淀区某公路旁停放的一辆小轿车被大风吹倒的数字信息亭砸中，如图甲所示．已知该信息亭形状为长方体，其高度为h，底面是边长为l的正方形，信息亭所受的重力为G，重心位于其几何中心．
    ①求大风吹倒信息亭的过程中，至少需要对信息亭做多少功；
    ②若已知空气密度为ρ，大风的风速大小恒为v，方向垂直于正常直立的信息亭的竖直表面，大风中运动的空气与信息亭表面作用后速度变为零．求信息亭正常直立时，大风给它的对时间的平均作用力为多大．
    （2）风力发电是利用风能的一种方式，风力发电机可以将风能（气流的动能）转化为电能，其主要部件如图乙所示．已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S，运动的空气与受风面作用后速度变为零，风力发电机将风能转化为电能的效率和空气密度均保持不变．当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时，风力发电机输出的电功率为P．求在同样的风向条件下，风速为时这台风力发电机输出的电功率．
    利用风能发电时由于风速、风向不稳定，会造成风力发电输出的电压和功率不稳定．请你提出一条合理性建议，解决这一问题．

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    （1）电磁打点计时器是一种计时的仪器，使用时要注意调节好振针的高度，如果振针的位置过低，打出的纸带的点迹是______，还会对纸带产生______，对实验结果有较大的影响．利用打点计时器和如图1的其他器材可以开展多项实验探究，其主要步骤如下：
    a、按装置安装好器材并连好电路
    b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落
    c、关闭电源，取出纸带．更换纸带，重复步骤b，打出几条纸带
    d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图2（相邻计数点的时间为T），进行数据处理．
    ①若是探究重力做功和物体动能的变化的关系．需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB=______．
    ②若是测量重力加速度g．为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g=______．
    ③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是______．试用这些物理量和纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=______．

    （2）某实验小组要测量一电源的电动势E（约3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：
    a、电压表V（3V和15V两个量程） 
    b、电阻箱R（0～999.9Ω）
    c、定值电阻R=10Ω              
    d、开关和导线．
    其实验的实物连接图如图3所示，请就下列问题作答：
    ①根据实物连接图画出实验电路图
    ②主要的实验步骤如下
    a、闭合电键，将电阻箱的阻值调到R1，读得电压表的读数U1
    b、将电阻箱的阻值调到R2，读得电压表的读数U2
    c、由方程组U1=和U2=解出E和r
    若考虑实验结果的准确性，请指出上述步骤有何不妥之处：______
    ③若采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的坐标轴表示的物理量（用字母符号表示）y轴：______，x轴：______．

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    （18分。6+12=18）
    （1）某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”.把打点计时器固定在长木板上，把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上，小车放在长木板上.在数字测力计的右侧拴有一细线，细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连，在重物的牵引下，小车在木板上加速运动，数字测力计可以直接显示细线拉力的大小.

    ①采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比     （填选项前的字母）
    A．可以不用平衡摩擦力
    B．直接测量小车（包括测力计）所受的拉力， 可以减少误差
    C．利用此实验装置不用测量重物的质量
    D．重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量
    ②下图是某同学在此实验中获得的一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ，则小车运动的加速度a=_______m/s2.

    ③保持小车和数字测力计的总质量一定，改变钩码的质量，测出相应的加速度．采用图象法处理数据．请同学们根据测量数据做出a—F图象.
     
    (2).实验桌上有下列仪器

    A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）；
    B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A挡的内阻约0.5Ω，3A挡的内阻约0.1Ω；）
    C．直流电压表（量程0～3～15V，3V挡的内阻约5kΩ，15V挡内阻约25kΩ）；
    D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）；
    E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）；
    F．开关、导线若干；
    G．小灯泡“4V  0.4A”。
    请你解答下列问题：
    ①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是________（填代号）。
    ②请将图甲中的实物连接成实验电路图；
    ③某同学根据测得的数据，作出U-I图象如图乙中图线a所示，由此可知电源的电动势E=_______V，内阻r=_________Ω；
    ④若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，要求测量多组实验数据，并画出实验原理电路图；
    ⑤将（4）步中得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图，得到如图乙所示的图线b，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为____________W。

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    （18分。6+12=18）

    （1）某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”.把打点计时器固定在长木板上，把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上，小车放在长木板上.在数字测力计的右侧拴有一细线，细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连，在重物的牵引下，小车在木板上加速运动，数字测力计可以直接显示细线拉力的大小.

    ①采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比     （填选项前的字母）

    A．可以不用平衡摩擦力

    B．直接测量小车（包括测力计）所受的拉力， 可以减少误差

    C．利用此实验装置不用测量重物的质量

    D．重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量

    ②下图是某同学在此实验中获得的一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ，则小车运动的加速度a=_______m/s2.

    ③保持小车和数字测力计的总质量一定，改变钩码的质量，测出相应的加速度．采用图象法处理数据．请同学们根据测量数据做出a—F图象.

     

    (2).实验桌上有下列仪器

    A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）；

    B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A挡的内阻约0.5Ω，3A挡的内阻约0.1Ω；）

    C．直流电压表（量程0～3～15V，3V挡的内阻约5kΩ，15V挡内阻约25kΩ）；

    D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）；

    E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）；

    F．开关、导线若干；

    G．小灯泡“4V  0.4A”。

    请你解答下列问题：

    ①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是________（填代号）。

    ②请将图甲中的实物连接成实验电路图；

    ③某同学根据测得的数据，作出U-I图象如图乙中图线a所示，由此可知电源的电动势E=_______V，内阻r=_________Ω；

    ④若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，要求测量多组实验数据，并画出实验原理电路图；

    ⑤将（4）步中得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图，得到如图乙所示的图线b，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为____________W。

     

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    1.D   2.AD    3.BD    4.D    5.  C    6.AD    7.B    8.AD    9.AD  10.B

    11.  100J     75J            12.  15N 

    13. 解：设卡车运动的速度为v0，刹车后至停止运动，由动能定理：-μmgs=0-。得v==12m/s=43.2km/h。因为v0＞v规，所以该卡车违章了。

    14. 解：当人向右匀速前进的过程中，绳子与竖直

    方向的夹角由0°逐渐增大，人的拉力就发生了变化，

    故无法用W=Fscosθ计算拉力所做的功，而在这个过

    程中，人的拉力对物体做的功使物体的动能发生了变

    化，故可以用动能定理来计算拉力做的功。

    当人在滑轮的正下方时，物体的初速度为零，

    当人水平向右匀速前进s 时物体的速度为v1 ，由图

    1可知： v1= v0sina　　　　　　　

    ⑴根据动能定理，人的拉力对物体所做的功

    W=m v12/2－0

    ⑵由⑴、⑵两式得W=ms2 v12/2(s2+h2)

    15. 解：（1）对AB段应用动能定理：mgR+Wf=

    所以：Wf=-mgR=-20×10-3×10×1=-0.11J

    （2）对BC段应用动能定理：Wf=0-=-=-0.09J。又因Wf=μmgBCcos1800=-0.09，得：μ=0.153。

     

    16. 解：在此过程中，B的重力势能的增量为，A、B动能增量为，恒力F所做的功为，用表示A克服摩擦力所做的功，根据功能关系有：

           解得：

    17. 解：（1）儿童从A点滑到E点的过程中，重力做功W=mgh

    儿童由静止开始滑下最后停在E点，在整个过程中克服摩擦力做功W1，由动能定理得，

    =0，则克服摩擦力做功为W1=mgh

       （2）设斜槽AB与水平面的夹角为，儿童在斜槽上受重力mg、支持力N1和滑动摩擦

    力f1，，儿童在水平槽上受重力mg、支持力N2和滑动摩擦力f2，

    ，儿童从A点由静止滑下，最后停在E点.

    由动能定理得，

    解得，它与角无关.

       （3）儿童沿滑梯滑下的过程中，通过B点的速度最大，显然，倾角越大，通过B点的速度越大，设倾角为时有最大速度v，由动能定理得，

    解得最大倾角

    18. 解：（1）根据牛顿第二定律有：

    设匀加速的末速度为，则有：、

    代入数值，联立解得：匀加速的时间为：

    （2）当达到最大速度时，有：

    解得：汽车的最大速度为：

    （3）汽车匀加速运动的位移为：

    在后一阶段牵引力对汽车做正功，重力和阻力做负功，根据动能定理有：

    又有

    代入数值，联立求解得：

    所以汽车总的运动时间为：

     


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