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        1. ②變力功的求解問題和變力作用的過程問題:變力作用過程是應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式難以求解的問題.變力的功也是功的計(jì)算式難以解決的問題.都可以應(yīng)用動(dòng)能定理來解決. 查看更多

           

          題目列表(包括答案和解析)

          精英家教網(wǎng)大風(fēng)可能給人們的生產(chǎn)和生活帶來一些危害,同時(shí)風(fēng)能也是可以開發(fā)利用的清潔能源.
          (1)據(jù)北京市氣象臺(tái)監(jiān)測顯示,2012年3月23日北京刮起了今年以來最大的風(fēng),其短時(shí)風(fēng)力達(dá)到近十級.在海淀區(qū)某公路旁停放的一輛小轎車被大風(fēng)吹倒的數(shù)字信息亭砸中,如圖甲所示.已知該信息亭形狀為長方體,其高度為h,底面是邊長為l的正方形,信息亭所受的重力為G,重心位于其幾何中心.
          ①求大風(fēng)吹倒信息亭的過程中,至少需要對信息亭做多少功;
          ②若已知空氣密度為ρ,大風(fēng)的風(fēng)速大小恒為v,方向垂直于正常直立的信息亭的豎直表面,大風(fēng)中運(yùn)動(dòng)的空氣與信息亭表面作用后速度變?yōu)榱悖笮畔⑼ふV绷r(shí),大風(fēng)給它的對時(shí)間的平均作用力為多大.
          (2)風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能的一種方式,風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以將風(fēng)能(氣流的動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能,其主要部件如圖乙所示.已知某風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片正面迎風(fēng)時(shí)的有效受風(fēng)面積為S,運(yùn)動(dòng)的空氣與受風(fēng)面作用后速度變?yōu)榱,風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率和空氣密度均保持不變.當(dāng)風(fēng)速為v且風(fēng)向與風(fēng)力發(fā)電機(jī)受風(fēng)面垂直時(shí),風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率為P.求在同樣的風(fēng)向條件下,風(fēng)速為
          v2
          時(shí)這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率.
          利用風(fēng)能發(fā)電時(shí)由于風(fēng)速、風(fēng)向不穩(wěn)定,會(huì)造成風(fēng)力發(fā)電輸出的電壓和功率不穩(wěn)定.請你提出一條合理性建議,解決這一問題.

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          大風(fēng)可能給人們的生產(chǎn)和生活帶來一些危害,同時(shí)風(fēng)能也是可以開發(fā)利用的清潔能源.
          (1)據(jù)北京市氣象臺(tái)監(jiān)測顯示,2012年3月23日北京刮起了今年以來最大的風(fēng),其短時(shí)風(fēng)力達(dá)到近十級.在海淀區(qū)某公路旁停放的一輛小轎車被大風(fēng)吹倒的數(shù)字信息亭砸中,如圖甲所示.已知該信息亭形狀為長方體,其高度為h,底面是邊長為l的正方形,信息亭所受的重力為G,重心位于其幾何中心.
          ①求大風(fēng)吹倒信息亭的過程中,至少需要對信息亭做多少功;
          ②若已知空氣密度為ρ,大風(fēng)的風(fēng)速大小恒為v,方向垂直于正常直立的信息亭的豎直表面,大風(fēng)中運(yùn)動(dòng)的空氣與信息亭表面作用后速度變?yōu)榱悖笮畔⑼ふV绷r(shí),大風(fēng)給它的對時(shí)間的平均作用力為多大.
          (2)風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能的一種方式,風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以將風(fēng)能(氣流的動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能,其主要部件如圖乙所示.已知某風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片正面迎風(fēng)時(shí)的有效受風(fēng)面積為S,運(yùn)動(dòng)的空氣與受風(fēng)面作用后速度變?yōu)榱,風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率和空氣密度均保持不變.當(dāng)風(fēng)速為v且風(fēng)向與風(fēng)力發(fā)電機(jī)受風(fēng)面垂直時(shí),風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率為P.求在同樣的風(fēng)向條件下,風(fēng)速為時(shí)這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電功率.
          利用風(fēng)能發(fā)電時(shí)由于風(fēng)速、風(fēng)向不穩(wěn)定,會(huì)造成風(fēng)力發(fā)電輸出的電壓和功率不穩(wěn)定.請你提出一條合理性建議,解決這一問題.

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          (1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)的儀器,使用時(shí)要注意調(diào)節(jié)好振針的高度,如果振針的位置過低,打出的紙帶的點(diǎn)跡是______,還會(huì)對紙帶產(chǎn)生______,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大的影響.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和如圖1的其他器材可以開展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)探究,其主要步驟如下:
          a、按裝置安裝好器材并連好電路
          b、接通電源,釋放紙帶,讓重錘由靜止開始自由下落
          c、關(guān)閉電源,取出紙帶.更換紙帶,重復(fù)步驟b,打出幾條紙帶
          d、選擇一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,數(shù)據(jù)如圖2(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為T),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.
          ①若是探究重力做功和物體動(dòng)能的變化的關(guān)系.需求出重錘運(yùn)動(dòng)到各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,試表示在B點(diǎn)時(shí)重錘運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度VB=______.
          ②若是測量重力加速度g.為減少實(shí)驗(yàn)的偶然誤差,采用逐差法處理數(shù)據(jù),則加速度大小可以表示為g=______.
          ③如果求出的加速度值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的值g′有較大差距,說明實(shí)驗(yàn)過程存在較大的阻力,若要測出阻力的大小,則還需測量的物理量是______.試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=______.

          (2)某實(shí)驗(yàn)小組要測量一電源的電動(dòng)勢E(約3V)和內(nèi)阻r(約1Ω),現(xiàn)有下列器材:
          a、電壓表V(3V和15V兩個(gè)量程) 
          b、電阻箱R(0~999.9Ω)
          c、定值電阻R=10Ω              
          d、開關(guān)和導(dǎo)線.
          其實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖如圖3所示,請就下列問題作答:
          ①根據(jù)實(shí)物連接圖畫出實(shí)驗(yàn)電路圖
          ②主要的實(shí)驗(yàn)步驟如下
          a、閉合電鍵,將電阻箱的阻值調(diào)到R1,讀得電壓表的讀數(shù)U1
          b、將電阻箱的阻值調(diào)到R2,讀得電壓表的讀數(shù)U2
          c、由方程組U1=和U2=解出E和r
          若考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,請指出上述步驟有何不妥之處:______
          ③若采用線性圖象處理數(shù)據(jù),請寫出與線性圖象對應(yīng)的坐標(biāo)軸表示的物理量(用字母符號表示)y軸:______,x軸:______.

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          (18分。6+12=18)
          (1)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來驗(yàn)證“加速度與力的關(guān)系”.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連在小車的左端.將數(shù)字測力計(jì)固定在小車上,小車放在長木板上.在數(shù)字測力計(jì)的右側(cè)拴有一細(xì)線,細(xì)線跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一重物相連,在重物的牽引下,小車在木板上加速運(yùn)動(dòng),數(shù)字測力計(jì)可以直接顯示細(xì)線拉力的大小.

          ①采用數(shù)顯測力計(jì)測量細(xì)線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比     (填選項(xiàng)前的字母)
          A.可以不用平衡摩擦力
          B.直接測量小車(包括測力計(jì))所受的拉力, 可以減少誤差
          C.利用此實(shí)驗(yàn)裝置不用測量重物的質(zhì)量
          D.重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測力計(jì)的總質(zhì)量
          ②下圖是某同學(xué)在此實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶,其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50HZ,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=_______m/s2.

          ③保持小車和數(shù)字測力計(jì)的總質(zhì)量一定,改變鉤碼的質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度.采用圖象法處理數(shù)據(jù).請同學(xué)們根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出a—F圖象.
           
          (2).實(shí)驗(yàn)桌上有下列儀器

          A.待測電源(電動(dòng)勢約3V,內(nèi)阻約7Ω);
          B.直流電流表(量程0~0.6~3A,0.6A擋的內(nèi)阻約0.5Ω,3A擋的內(nèi)阻約0.1Ω;)
          C.直流電壓表(量程0~3~15V,3V擋的內(nèi)阻約5kΩ,15V擋內(nèi)阻約25kΩ);
          D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~15Ω,允許最大電流為1A);
          E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~1000Ω,允許最大電流為0.2A);
          F.開關(guān)、導(dǎo)線若干;
          G.小燈泡“4V  0.4A”。
          請你解答下列問題:
          ①利用給出的器材測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,要求測量有盡可能高的精度且便于調(diào)節(jié),應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器是________(填代號)。
          ②請將圖甲中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路圖;
          ③某同學(xué)根據(jù)測得的數(shù)據(jù),作出U-I圖象如圖乙中圖線a所示,由此可知電源的電動(dòng)勢E=_______V,內(nèi)阻r=_________Ω;
          ④若要利用給出的器材通過實(shí)驗(yàn)描繪出小燈泡的伏安特性曲線,要求測量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并畫出實(shí)驗(yàn)原理電路圖;
          ⑤將(4)步中得到的數(shù)據(jù)在同一U-I坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)作圖,得到如圖乙所示的圖線b,如果將此小燈泡與上述電源組成閉合回路,此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為____________W。

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          (18分。6+12=18)

          (1)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來驗(yàn)證“加速度與力的關(guān)系”.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連在小車的左端.將數(shù)字測力計(jì)固定在小車上,小車放在長木板上.在數(shù)字測力計(jì)的右側(cè)拴有一細(xì)線,細(xì)線跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一重物相連,在重物的牽引下,小車在木板上加速運(yùn)動(dòng),數(shù)字測力計(jì)可以直接顯示細(xì)線拉力的大小.

          ①采用數(shù)顯測力計(jì)測量細(xì)線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比     (填選項(xiàng)前的字母)

          A.可以不用平衡摩擦力

          B.直接測量小車(包括測力計(jì))所受的拉力, 可以減少誤差

          C.利用此實(shí)驗(yàn)裝置不用測量重物的質(zhì)量

          D.重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和數(shù)顯測力計(jì)的總質(zhì)量

          ②下圖是某同學(xué)在此實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶,其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50HZ,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=_______m/s2.

          ③保持小車和數(shù)字測力計(jì)的總質(zhì)量一定,改變鉤碼的質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度.采用圖象法處理數(shù)據(jù).請同學(xué)們根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出a—F圖象.

           

          (2).實(shí)驗(yàn)桌上有下列儀器

          A.待測電源(電動(dòng)勢約3V,內(nèi)阻約7Ω);

          B.直流電流表(量程0~0.6~3A,0.6A擋的內(nèi)阻約0.5Ω,3A擋的內(nèi)阻約0.1Ω;)

          C.直流電壓表(量程0~3~15V,3V擋的內(nèi)阻約5kΩ,15V擋內(nèi)阻約25kΩ);

          D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~15Ω,允許最大電流為1A);

          E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~1000Ω,允許最大電流為0.2A);

          F.開關(guān)、導(dǎo)線若干;

          G.小燈泡“4V  0.4A”。

          請你解答下列問題:

          ①利用給出的器材測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,要求測量有盡可能高的精度且便于調(diào)節(jié),應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器是________(填代號)。

          ②請將圖甲中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路圖;

          ③某同學(xué)根據(jù)測得的數(shù)據(jù),作出U-I圖象如圖乙中圖線a所示,由此可知電源的電動(dòng)勢E=_______V,內(nèi)阻r=_________Ω;

          ④若要利用給出的器材通過實(shí)驗(yàn)描繪出小燈泡的伏安特性曲線,要求測量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并畫出實(shí)驗(yàn)原理電路圖;

          ⑤將(4)步中得到的數(shù)據(jù)在同一U-I坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)作圖,得到如圖乙所示的圖線b,如果將此小燈泡與上述電源組成閉合回路,此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為____________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:設(shè)卡車運(yùn)動(dòng)的速度為v0,剎車后至停止運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理:-μmgs=0-。得v==12m/s=43.2km/h。因?yàn)関0>v規(guī),所以該卡車違章了。

          14. 解:當(dāng)人向右勻速前進(jìn)的過程中,繩子與豎直

          方向的夾角由0°逐漸增大,人的拉力就發(fā)生了變化,

          故無法用W=Fscosθ計(jì)算拉力所做的功,而在這個(gè)過

          程中,人的拉力對物體做的功使物體的動(dòng)能發(fā)生了變

          化,故可以用動(dòng)能定理來計(jì)算拉力做的功。

          當(dāng)人在滑輪的正下方時(shí),物體的初速度為零,

          當(dāng)人水平向右勻速前進(jìn)s 時(shí)物體的速度為v1 ,由圖

          1可知: v1= v0sina       

          ⑴根據(jù)動(dòng)能定理,人的拉力對物體所做的功

          W=m v12/2-0

          ⑵由⑴、⑵兩式得W=ms2 v12/2(s2+h2)

          15. 解:(1)對AB段應(yīng)用動(dòng)能定理:mgR+Wf=

          所以:Wf=-mgR=-20×10-3×10×1=-0.11J

          (2)對BC段應(yīng)用動(dòng)能定理:Wf=0-=-=-0.09J。又因Wf=μmgBCcos1800=-0.09,得:μ=0.153。

           

          16. 解:在此過程中,B的重力勢能的增量為,A、B動(dòng)能增量為,恒力F所做的功為,用表示A克服摩擦力所做的功,根據(jù)功能關(guān)系有:

                 解得:

          17. 解:(1)兒童從A點(diǎn)滑到E點(diǎn)的過程中,重力做功W=mgh

          兒童由靜止開始滑下最后停在E點(diǎn),在整個(gè)過程中克服摩擦力做功W1,由動(dòng)能定理得,

          =0,則克服摩擦力做功為W1=mgh

             (2)設(shè)斜槽AB與水平面的夾角為,兒童在斜槽上受重力mg、支持力N1和滑動(dòng)摩擦

          f1,,兒童在水平槽上受重力mg、支持力N2和滑動(dòng)摩擦力f2,

          ,兒童從A點(diǎn)由靜止滑下,最后停在E點(diǎn).

          由動(dòng)能定理得,

          解得,它與角無關(guān).

             (3)兒童沿滑梯滑下的過程中,通過B點(diǎn)的速度最大,顯然,傾角越大,通過B點(diǎn)的速度越大,設(shè)傾角為時(shí)有最大速度v,由動(dòng)能定理得,

          解得最大傾角

          18. 解:(1)根據(jù)牛頓第二定律有:

          設(shè)勻加速的末速度為,則有:

          代入數(shù)值,聯(lián)立解得:勻加速的時(shí)間為:

          (2)當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí),有:

          解得:汽車的最大速度為:

          (3)汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為:

          在后一階段牽引力對汽車做正功,重力和阻力做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理有:

          又有

          代入數(shù)值,聯(lián)立求解得:

          所以汽車總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:

           


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