1、计算题 一列火车质量是1000t,由静止开始以额定功率沿平直轨道向某一方向运动,经1min前进900m时达到最大速度,设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍,求:(g=10m/s2)
(1) 火车行驶的最大速度;
(2) 火车的额定功率;
(3) 当火车的速度为10m/s时火车的加速度.
参考答案:⑴30m/s ⑵1.5×104kw ⑶10m/s2
本题解析:根据动能定理
,
又 P=Fvm=Ffvm=kmgvm,
联列以上两式可得
,
代入数据得 vm2-60vm+900=0,
解得火车行驶的最大速度 vm=30m/s。
(2)火车的额定功率
P=kmgvm=0.05×1 000×103×10×30W=1.5×107W。
(3) 由
,
解得当火车的速度为10m/s时火车的加速度
m/s2
m/s2="1" m/s2
考点:动能定理的应用;牛顿第二定律;
点评:该题为机车启动问题,注意当牵引力等于阻力时速度达到最大值,该题难度适中.
本题难度:一般
2、计算题 (13分)如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一质量为m=3kg的物体被一个劲度系数为k="240" N/m的压缩(在弹性限度内)轻质弹簧突然弹开,物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了1 m才停下来。已知在弹性限度内弹簧弹性势能为EP=
kx2其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。(g取10 m/s2)。求:

(1)物体开始运动时弹簧的弹性势能
(2)物体最大动能最大时,弹簧的形变量
参考答案:(1)7.5J;(2) 2.5cm
本题解析:
(1)由:
,解得:x0=25cm,所以:
(2)在动能最大时,物体的合外力为零,则有
,解得x=2.5cm
考点:能量守恒定律;弹性势能。
本题难度:一般
3、填空题 将一个质量为m的小球用长为L的不可伸长的细线悬挂起来,在外力作用下使细线偏离竖直方向的最大偏角为θ,则在此过程中外力对小球所做功的最小值为 ;若将小球从最大偏角处自由释放,小球经过最低点时的速度是 .
参考答案:
本题解析:根据机械能守恒定律,外力做功必须要克服重力做功,即重力势能一定要增加,若求最小值则需要动能不变,即
。放手后,机械能守恒,则
,所以
考点:动能定理、机械能守恒定律
点评:此类题型考察了动能定理球外力做功,并要结合能量转化观点分析出外力做功最小的条件。通过机械能守恒定律就能求出运动到最低点的速度。
本题难度:一般
4、选择题 一台功率是10kW的吊机。竖直向上提升重2.5×104N的物体,则物体上升的最大速度将可达到(忽略摩擦阻力)
A.0.1m/s
B.2.5m/s
C.0.4m/s
D.1m/s[来源:学。科。网Z。X。X。K]