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使用次数:154
更新时间:2012-08-06
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1.

高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像.现利用这架照相机对MD2000家用汽车的加速性能进行研究,如图5122所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片,图中的标尺单位为米,照相机每两次曝光的时间间隔为1.0 s.已知该汽车的质量为2 000 kg,额定功率为72 kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1 600 N.

5122

(1)求该汽车加速度的大小.

(2)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间?

(3)求汽车所能达到的最大速度.

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题型:综合题
知识点:专题四 功和能
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【答案】

解析 (1)汽车做匀加速直线运动,据运动学公式,有

s1v0·ΔTa·ΔT2

v1v0aΔT

s2v1ΔTa·ΔT2

由以上几式可得,Δss2s1a·ΔT2

a m/s21.0 m/s2.

(2)做匀加速直线运动的汽车所受合力为恒力,由牛顿第二定律得:Ffma,所以F

maf3 600 N,随着速度的增大,汽车的输出功率增大,当达到额定功率时,匀加速

运动的过程结束,由PFvv1 m/s20 m/s,由匀加速运动公式vat

得:t20 s.

(3)当汽车达到最大速度时,有Ff1 600 N.

PFv,得v m/s45 m/s.

答案 (1)1.0 m/s2 (2)20 s (3)45 m/s

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 功的定义

功:

1、功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量。
2、功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上发生的位移。
3、功的定义式:W=Fscosα,其中F是恒力,s是作用点的位移,α是力与位移间的夹角(功的单位焦耳,简称焦,符号J)。
4、功的计算
①恒力的功可根据W=FScosα进行计算,本公式只适用于恒力做功;
②根据W=P·t,计算一段时间内平均做功;
③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功;
④根据功是能量转化的量度反过来可求功。

◎ 功的知识扩展
1、功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量。
2、功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上发生的位移。
3、功的定义式:W=Fscosα,其中F是恒力,s是作用点的位移,α是力与位移间的夹角(功的单位焦耳,简称焦,符号J)。
4、功的计算
①恒力的功可根据W=FScosα进行计算,本公式只适用于恒力做功;
②根据W=P·t,计算一段时间内平均做功;
③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功;
④根据功是能量转化的量度反过来可求功。
◎ 功的知识点拨

力做功情况的判定方法:

一个力对物体做不做功,是做正功还是做负功,判断的方法是:
(1)看力与位移之间的夹角,或者看力与速度之间的夹角:为锐角时,力对物体做正功;为钝角时,力对物体做负功;为直角时,力对物体不做功。
(2)看物体间是否有能量转化:若有能量转化,则必定有力做功。此方法常用于相连的物体做曲线运动的情况。

变力做功的求法:

公式只适用于求恒力做功,即做功过程中F的大小、方向始终不变。而实际问题中变力做功是常见的,如何解答变力做功问题是学习中的一个难点。不能机械地套用这一公式,必须根据有关物理规律通过变换或转化来求解。
1.用求变力做功如果物体受到的力方向不变,且大小随位移均匀变化,可用求变力F所做的功。其平均值大小 为,其中F1是物体初态时受到的力的值,F2是物体末态时受到的力的值。如在求弹簧弹力所做的功时,再如题目中假定木桩、钉子等所受阻力与击入深度成正比的情况下,都可以用此法求解。
2.用微元法(或分段法)求变力做功变力做功时,可将整个过程分为几个微小的阶段,使力在每个阶段内不变,求出每个阶段内外力所做的功,然后再求和。当力的大小不变而方向始终与运动方向间的夹角恒定时,变力所做的功形:其中s是路程。
3.用等效法求变力做功若某一变力做的功等效于某一恒力做的功,则可以应用公式来求。这样,变力做功问题就转化为了恒力做功问题。
4.用图像法求变力做功存F—l图像中,图线与两坐标轴所围“面积”的代数和表示F做的功,“面积”有正负,在l轴上方的“面积”为正,在l轴下方的“面积”为负。
5.应用动能定理求变力做功
如果我们所研究的问题中有多个力做功,其中只有一个力是变力,其余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较容易计算,研究对象本身的动能变化量也比较容易计算时,用动能定理就可以求出这个变力所做的功。
6.利用功能关系求变力做功
在变力做功的过程中,当有重力势能、弹性势能以及其他形式的能量参与转化时,可以考虑用功能关系求解。因为做功的过程就是能量转化的过程,并且转化过程中能量守恒。
7.利用W=Pt求变力做功
这是一种等效代换的观点,用W=Pt计算功时,必须满足变力的功率是恒定的。若功率P是变化的,则需用计算,其中当P随时间均匀变化时,

◎ 功的教学目标
1、理解功的概念,能够利用功的一般公式进行功的计算。
2、理解总功,能够计算合外力对物体所做的总功。
3、理解功是能量转化的量度并能举例说明。
◎ 功的考试要求
能力要求:掌握
课时要求:30
考试频率:必考
分值比重:6

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