17.某同学对一辆自制小遥控车性能进行测试,让小车在水平地面上由静止开始运动。小车上的传感器将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v?t图像。已知小车在0:2s内做匀加速直线运动,2:10s内小车牵引力的功率保持不变,在10s末停止遥控,关闭电动机。小车的总质量m?1kg,整个过程中小车受到的阻力保持不变。求:
(1)小车所受阻力的大小及在0~14s内阻力的冲量大小; (2)小车在2~10s内牵引力的功率; (3)小车在0~10s内的位移大小。
【答案】(1)f?2N、 If?28N?s(2)P?16W(3)x?56m 【解析】
的【详解】(1)对小车,全过程f,在10~14s由a?8?0?v?2m/s2,根据可知:a3??t14?10牛顿第二定律:f?ma3 ,冲量:If?ft联立解得:f?2N ,If?28N?s。
(2)对小车,2~10s内功率为额定功率P,8~10s:由汽车匀速运动可得:F2?f,功率:
P?F2vm ,解得:P?16W 。
(3)对小车, 0~2s:a1??v?2m/s2 ?tv12位移:x1?
2a1根据牛顿第二定律:F1?f?ma1 令2-10秒的时间为t2,根据动能定理:
12 0~10s:F1x1?Pt2?fx?mvm2联立上式解得:x?56m。
18.如图所示,光滑轨道PQO的水平段与水平地面平滑连接。在水平轨道QO上,用挡板将
A、B两物块挡住并压缩弹簧后处于静止状态,轻质弹簧与物块A不拴结。现只放开左侧挡板,
物块A能到达轨道PQO的最大高度h处。已知物块A的质量为2m,B的质量为m,A、
B两物块与水平地面的动摩因数均为?,A、B与弹簧相互作用过程中均处于水平轨道QO段,弹簧的压缩量保持不变,弹簧处于自然伸长时的长度远小于h。试问:
(1)若只放开右侧挡板,则物块B在粗糙水平地面上经多少时间停止运动? (2)若同时放开左右两侧挡板,则物块A、B分离时的速度大小各为多少?
(3)若同时放开左右两侧挡板,当物块A、B均停止运动时,两者之间的距离为多少? 【答案】(1)t?【解析】
【详解】(1)只放开左侧挡板,A从静止到h高度处,弹簧储存的势能为EP,根据能量守恒:
2?hh2gh2gh?x?(2)vA?、vB?2(3)
?g33EP=2mgh
若只放开右侧挡板时,B离开弹簧时速度为v,根据能量守恒:EP?12mv,根据动量定理:2??mgt?0?mvB 解得:t?2?h 。 g(2)若同时放开左右两侧挡板,AB动量守恒:0?2mvA?mvB ,能量守恒:
1122gh2gh2EP??2mvA?mvB,联立解得:vA?,vB?2。
2233??mg?xB??(3)若同时放开左右两侧挡板,A、B从滑上粗糙水平面至静止。 对B:h12?x??x?x?x对A:???2mg?xA???2mvA ;间距:。 BA,联立解得:
?212mvB ;2
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