内容正文:
江阴二中高一年级3月阶段性检测试卷
物理
一、单项选择题(本题共13小题,每小题4分,共52分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 在古代,人们在观察日月的升落、星辰的移动时,对天体模型做了各种想象。最早提出日心说和认为行星绕太阳运动的轨道都是椭圆的科学家分别是( )
A. 哥白尼、第谷 B. 哥白尼、开普勒
C. 开普勒、第谷 D. 第谷、牛顿
2. 关于开普勒行星运动定律,下列说法正确的是( )
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆中心
B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点和远日点运行的速率相等
C. 表达式中,月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同
D. 该定律是在牛顿运动定律的基础上推导出来的
3. 牛顿发现了万有引力定律,并给出了物体间引力大小表达式,但没有给出引力常量G的具体取值。如图为人类第一次在实验室测量出万有引力常量的实验示意图,通过此套装置比较精确测量出了万有引力常量数值,引力常量的精确测定对深入研究物体之间相互作用规律更有意义。以下说法正确的是( )
A. 伽利略首先测量出了万有引力常量数值
B. 图示引力常量测量实验中运用了放大法
C. 图示实验中的大球对小球引力大于小球对大球引力
D. 根据万有引力定律表达式,当时,物体间引力将趋于无穷大
4. 我国发射的嫦娥四号成功在月球背面软着陆,实现了人类历史上首次月球背面软着陆与探测,为人类开发月球迈出坚实一步。太空船返回地球的过程中,一旦通过地球、月球对其引力的合力为零的位置后,该合力将有助于太空船返回地球,已知地球质量约为月球的81倍,则该位置距地心的距离和距月球中心的距离之比为( )
A. 81:1 B. 10: 9 C. 9:1 D. 9:10
5. 如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动.以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,表示地球静止卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 关于宇宙速度,下列说法正确的是( )
A. 第一宇宙速度是人造卫星沿圆轨道运行时的最大速度
B. 第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度
C. 人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
D. 第三宇宙速度是物体脱离地球的最小发射速度
7. 经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体。如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星球之间的距离为L,质量之比m1∶m2=3∶2,则可知( )
A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2
B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为2∶3
C. m1做圆周运动的半径为L
D. m2做圆周运动的半径为
8. 力F大小相等,物体沿水平面运动的位移l也相等,下列情况F做功最多的是( )
A. B. C. D.
9. 关于重力势能,下列说法正确的是( )
A. 重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的
B. 处在同一高度的物体,具有的重力势能相同
C. 重力势能是标量,不可能有正、负值
D. 浮在海面上的小船的重力势能一定为零
10. 如图所示,质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动,其中b、c在地球的同步轨道上,a距离地球表面的高度为R,此时a、b恰好相距最近,已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为,引力常量为G,则( )
A. 发射卫星b的速度要大于
B. 卫星a的周期大于卫星b的周期
C. 卫星a和卫星b下一次相距最近还需经过
D. 若要卫星c与卫星b实现对接,可让卫星c加速
11. 有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近近地轨道上正常运动,c是地球静止卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图,则有( )
A. a的向心加速度等于重力加速度g
B. c在4h内转过的圆心角是
C. b在相同时间内转过的弧长最长
D. d的运动周期有可能是23h
12. 发射地球静止卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示.则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法不正确的是( )
A. 卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度
B. 卫星在轨道3上经过P点时的速度大于在轨道2上经过P点时的速度
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度小于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D. 卫星在轨道2上运动的周期小于在轨道3上运动的周期
13. 在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上,把质量为m的小球P(可视为质点)从弹簧上端由静止释放,小球沿竖直方向向下运动,小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图所示,其中a0和x0为已知量。下列说法中正确的是( )
A. 当弹簧压缩量为x0时,小球P的速度为零
B. 小球向下运动至速度为零时所受弹簧弹力大小为ma0
C. 弹簧劲度系数为
D. 当弹簧的压缩量为x0时,弹簧的弹性势能为
二、非选择题(本题共5小题,14题6分,15题8分,16题8分,17题12分,18题14分,共48分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
14. 如图所示,我国发射的“天问一号”携带的“祝融号”火星车已成功着陆火星,为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响,“祝融号”火星车的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为h的某块尘土无初速下落,经过时间t落在地面上。已知引力常量为G,火星可视为半径为R、质量分布均匀的球体,忽略火星大气的影响。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的第一宇宙速度。
15. 为实现嫦娥六号探测器在月球背面与地面顺利进行通信,中国又发射了“鹊桥二号”中继卫星,作为嫦娥六号探测器与地面联系的桥梁,“鹊桥二号”中继卫星在环绕月球的大椭圆轨道上运行,其运行周期为T0。已知嫦娥六号探测器环绕月球表面飞行的周期为T,月球半径为R,引力常量为G,求:
(1)“鹊桥二号”中继卫星的轨道半长轴与月球半径之比;
(2)月球的密度。
16. 从空中以2m/s的初速度平抛一重为质量1kg的物体,物体在空中运动0.6s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)物体平抛运动过程中重力做的功;
(2)物体平抛运动过程中重力做功的平均功率;
(3)物体落地前重力的瞬时功率(g取10m/s2)
17. 如图所示,轨道由水平轨道AB和足够长斜面轨道BC平滑连接而成,斜面轨道BC与水平面间的夹角为 。质量为 的物块静止在离B点 的水平轨道上,物块与水平面和斜面间的动摩擦因数均为 。现在物块上作用一个大小 、方向水平向右的拉力,物块到达B点时撤去该拉力。,,g取10m/s2。求:
(1)物块到达B点的速度大小vB;
(2)物块因惯性沿斜面上冲的最大距离xm。
18. 我国新能源汽车发展迅猛,已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度启动,其v−t图像如图所示,其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为,汽车所受阻力大小恒为,求:
(1)汽车速度v1和v2分别是多大;
(2)汽车速度为20m/s时的加速度大小为多少。
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江阴二中高一年级3月阶段性检测试卷
物理
一、单项选择题(本题共13小题,每小题4分,共52分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 在古代,人们在观察日月的升落、星辰的移动时,对天体模型做了各种想象。最早提出日心说和认为行星绕太阳运动的轨道都是椭圆的科学家分别是( )
A. 哥白尼、第谷 B. 哥白尼、开普勒
C. 开普勒、第谷 D. 第谷、牛顿
【答案】B
【解析】
【详解】日心说的提出者是哥白尼;所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处于椭圆的一个焦点上,这就是开普勒第一定律,是开普勒提出。
故选B。
2. 关于开普勒行星运动定律,下列说法正确的是( )
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆中心
B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点和远日点运行的速率相等
C. 表达式中,月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同
D. 该定律是在牛顿运动定律的基础上推导出来的
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据开普勒第一定律可知,所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知,地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点的运行速率大于远日点的运行速率,故B错误;
C.根据开普勒第三定律可知
其中k与中心天体的质量有关,故月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同,故C正确;
D.开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律,但不是在牛顿运动定律的基础上导出了行星运动规律,故D错误。
故选C。
3. 牛顿发现了万有引力定律,并给出了物体间引力大小表达式,但没有给出引力常量G的具体取值。如图为人类第一次在实验室测量出万有引力常量的实验示意图,通过此套装置比较精确测量出了万有引力常量数值,引力常量的精确测定对深入研究物体之间相互作用规律更有意义。以下说法正确的是( )
A. 伽利略首先测量出了万有引力常量数值
B. 图示引力常量测量实验中运用了放大法
C. 图示实验中的大球对小球引力大于小球对大球引力
D. 根据万有引力定律表达式,当时,物体间引力将趋于无穷大
【答案】B
【解析】
【详解】A.卡文迪许首先测量出了万有引力常量数值,A错误;
B.图示引力常量测量实验中运用了放大法,B正确;
C.根据牛顿第三定律,图示实验中的大球对小球引力等于小球对大球引力,C错误;
D.当时,物体间引力不是无穷大,因为当时,万有引力定律不成立,D错误。
故选D。
4. 我国发射的嫦娥四号成功在月球背面软着陆,实现了人类历史上首次月球背面软着陆与探测,为人类开发月球迈出坚实一步。太空船返回地球的过程中,一旦通过地球、月球对其引力的合力为零的位置后,该合力将有助于太空船返回地球,已知地球质量约为月球的81倍,则该位置距地心的距离和距月球中心的距离之比为( )
A. 81:1 B. 10: 9 C. 9:1 D. 9:10
【答案】C
【解析】
【详解】设太空舱质量为m,月球质量为m0,引力合力为零的位置到地心的距离为r1,地球质量为81m0,引力合力为零的位置到月球中心的距离为r2,由万有引力定律和力的平衡有:
可得
故选C。
5. 如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动.以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,表示地球静止卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因空间站建在拉格朗日点,故周期等于月球的周期,根据可知,a2>a1;对空间站和地球的静止卫星而言,因静止卫星周期小于空间站的周期则,静止卫星的轨道半径较小,根据可知a3>a2,故选项D正确.
【点睛】此题考查了万有引力定律的应用;关键是知道拉格朗日点与月球周期的关系以及地球静止卫星的特点.
6. 关于宇宙速度,下列说法正确的是( )
A. 第一宇宙速度是人造卫星沿圆轨道运行时的最大速度
B. 第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度
C. 人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
D. 第三宇宙速度是物体脱离地球的最小发射速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力,可知
求得卫星圆轨道环绕速度
第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,此时轨道半径近似等于地球半径,是所有圆轨道卫星中最小的,对应环绕速度最大,因此第一宇宙速度是人造卫星沿圆轨道运行时的最大速度,故A正确;
B.第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度,地球同步卫星轨道高度远大于近地卫星,发射过程需要克服更多引力做功,发射速度大于第一宇宙速度,故B错误;
C.人造地球卫星仍受地球引力束缚,运行速度小于第二宇宙速度,沿圆轨道运行的卫星速度不超过第一宇宙速度,故C错误;
D.第二宇宙速度是物体脱离地球引力束缚的最小发射速度,第三宇宙速度是物体脱离太阳引力束缚的最小发射速度,故D错误。
故选A。
7. 经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体。如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星球之间的距离为L,质量之比m1∶m2=3∶2,则可知( )
A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2
B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为2∶3
C. m1做圆周运动的半径为L
D. m2做圆周运动的半径为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设两星的运动半径分别为r1和r2,由于两星的周期和角速度相同,根据两星之间的万有引力等于它们的向心力,即
m1r1ω2=m2r2ω2
可得
根据则有
选项AB错误;
CD.根据
而
r1+r2=L
所以
C正确,D错误。
故选C。
8. 力F大小相等,物体沿水平面运动的位移l也相等,下列情况F做功最多的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】四种情况下,、都相同,由公式可知,越大,力做的功越多,故A项,为最大,A项做功最多,故BCD错误,A正确。
故选A。
9. 关于重力势能,下列说法正确的是( )
A. 重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的
B. 处在同一高度的物体,具有的重力势能相同
C. 重力势能是标量,不可能有正、负值
D. 浮在海面上的小船的重力势能一定为零
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据重力势能的定义可以知道,重力势能是地球和物体共同具有的,故A正确;
B、重力势能等于mgh故处在同一高度的物体,当参考平面不同,其重力势能不一定相同;故B错误;
C、重力势能是标量,但是有正负之分,正的重力势能表示物体处于参考平面上方,而负号则是说明在参考平面的下方,同时正的重力势能大于负的重力势能,故C错误;
D、确定重力势能要先选择参考平面,参考平面的选取不同,则同一物体的重力势能也不同,所以浮在海面上的小船的重力势能可以为零,故D错误.
点睛:本题考查了重力势能的概念,一定要注意,物体的重力势能与所选的参考平面有关,只有参考平面相同时,才能比较重力势能大小.
10. 如图所示,质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动,其中b、c在地球的同步轨道上,a距离地球表面的高度为R,此时a、b恰好相距最近,已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为,引力常量为G,则( )
A. 发射卫星b的速度要大于
B. 卫星a的周期大于卫星b的周期
C. 卫星a和卫星b下一次相距最近还需经过
D. 若要卫星c与卫星b实现对接,可让卫星c加速
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.卫星b绕地球做匀速圆周运动,是指在地球上发射的物体绕地球飞行做圆周运动所需的最小初始速度,是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。所以发射卫星b时速度大于,而小于,故A错误;
B.根据万有引力提供圆周运动向心力,可得周期,轨道半径大的卫星b的周期大,故B错误;
C.b、c在地球的同步轨道上,所以卫星b、c和地球具有相同的周期和角速度。由万有引力提供向心力,即得:
a距离地球表面的高度为R,所以卫星a的角速度
此时a、b恰好相距最近,到卫星a和b下一次相距最近,
得:
故C正确;
D.让卫星c加速,所需的向心力增大,由于万有引力小于所需的向心力,卫星c会做离心运动,离开原轨道,所以不能与b实现对接,故D错误。
故选C。
11. 有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近近地轨道上正常运动,c是地球静止卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图,则有( )
A. a的向心加速度等于重力加速度g
B. c在4h内转过的圆心角是
C. b在相同时间内转过的弧长最长
D. d的运动周期有可能是23h
【答案】C
【解析】
【详解】A.静止卫星c的周期与地球自转周期相同,角速度相同,则知a与c的角速度相同,根据知,c的向心加速度比a的大,由牛顿第二定律可得
=ma
得
a=
卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则静止卫星c的向心加速度小于b的向心加速度,而b的向心加速度约为g,故知a的向心加速度小于重力加速度g,故A错误;
B.c是地球静止卫星,周期是24h,则c在4h内转过的圆心角是,故B错误;
C.由万有引力提供向心力,可得
=m
得
v=
卫星的轨道半径越大,线速度越小,则有
vb>vc>vd
由v=ωr得
va<vc
所以b的线速度最大,在相同时间内转过的弧长最长,故C正确;
D.由开普勒第三定律可得=k,可知卫星的轨道半径越大,周期越大,所以d的运动周期大于c的周期24h,故D错误。
故选C。
12. 发射地球静止卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示.则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法不正确的是( )
A. 卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度
B. 卫星在轨道3上经过P点时的速度大于在轨道2上经过P点时的速度
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度小于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D. 卫星在轨道2上运动的周期小于在轨道3上运动的周期
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有
解得
轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道3上的速率小于它在轨道1上的速率, A正确;
B.从轨道2上的P点进入轨道3要加速,故卫星在轨道3上经过P点时的速度大于在轨道2上经过P点时的速度,B正确;
C.万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得
G、M、r都相等,则卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度,C错误;
D.根据开普勒行星运动第三定律
则卫星在轨道2上运动的周期小于在轨道3上运动的周期,D正确。
故选C。
13. 在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上,把质量为m的小球P(可视为质点)从弹簧上端由静止释放,小球沿竖直方向向下运动,小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图所示,其中a0和x0为已知量。下列说法中正确的是( )
A. 当弹簧压缩量为x0时,小球P的速度为零
B. 小球向下运动至速度为零时所受弹簧弹力大小为ma0
C. 弹簧劲度系数为
D. 当弹簧的压缩量为x0时,弹簧的弹性势能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.设竖直向下为正方向,该星球的重力加速度为g0,故对小球受力分析可知:mg0-kx=ma,故小球运动的加速度大小为
由图可知,当弹簧的压缩量为x0时,小球的加速度为0,小球的速度最大,故A错误;
B.小球放到弹簧上松开手,小球在弹簧上做简谐振动,当小球向下运动至速度为0时,根据简谐运动的对称性可知,它与小球刚放到弹簧上时的加速度大小是相等的,方向相反,小球刚放到弹簧上时,满足x=0,只受星球吸引力的作用,故加速度大小为g0,即g0=a0,方向竖直向下,所以当小球的速度为0时,它的加速度大小也是g0,方向竖直向上,设此时的弹力大小为F,则F-mg0=mg0,故此时的弹力大小为2mg0,也可以表达成2ma0,故B错误;
C.由
可知,当a=0时
故
即弹簧的劲度系数为,故C错误;
D.当弹簧的压缩量为x0时,弹簧的弹性势能为
故D正确。
故选D。
二、非选择题(本题共5小题,14题6分,15题8分,16题8分,17题12分,18题14分,共48分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
14. 如图所示,我国发射的“天问一号”携带的“祝融号”火星车已成功着陆火星,为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响,“祝融号”火星车的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为h的某块尘土无初速下落,经过时间t落在地面上。已知引力常量为G,火星可视为半径为R、质量分布均匀的球体,忽略火星大气的影响。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的第一宇宙速度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)尘土做自由落体运动有
在火星表面有
联立解得
(2)在火星表面有
解得火星的第一宇宙速度大小
15. 为实现嫦娥六号探测器在月球背面与地面顺利进行通信,中国又发射了“鹊桥二号”中继卫星,作为嫦娥六号探测器与地面联系的桥梁,“鹊桥二号”中继卫星在环绕月球的大椭圆轨道上运行,其运行周期为T0。已知嫦娥六号探测器环绕月球表面飞行的周期为T,月球半径为R,引力常量为G,求:
(1)“鹊桥二号”中继卫星的轨道半长轴与月球半径之比;
(2)月球的密度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
“鹊桥二号”中继卫星和嫦娥六号探测器都绕月球飞行,根据开普勒第三定律有
解得
【小问2详解】
嫦娥六号探测器环绕月球表面飞行,根据万有引力提供向心力有
又,
联立得
16. 从空中以2m/s的初速度平抛一重为质量1kg的物体,物体在空中运动0.6s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)物体平抛运动过程中重力做的功;
(2)物体平抛运动过程中重力做功的平均功率;
(3)物体落地前重力的瞬时功率(g取10m/s2)
【答案】(1)18J;(2)30W;(3)60W
【解析】
【详解】(1)物体下落的高度为
物体平抛运动过程中重力做的功为
(2)物体平抛运动过程中重力做功的平均功率为
(3)物体落地瞬间的速度为
物体落地前重力的瞬时功率为
17. 如图所示,轨道由水平轨道AB和足够长斜面轨道BC平滑连接而成,斜面轨道BC与水平面间的夹角为 。质量为 的物块静止在离B点 的水平轨道上,物块与水平面和斜面间的动摩擦因数均为 。现在物块上作用一个大小 、方向水平向右的拉力,物块到达B点时撤去该拉力。,,g取10m/s2。求:
(1)物块到达B点的速度大小vB;
(2)物块因惯性沿斜面上冲的最大距离xm。
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)根据动能定理
解得
(2)根据动能定理
解得
18. 我国新能源汽车发展迅猛,已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度启动,其v−t图像如图所示,其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为,汽车所受阻力大小恒为,求:
(1)汽车速度v1和v2分别是多大;
(2)汽车速度为20m/s时的加速度大小为多少。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
当牵引力为最小,即与阻力平衡时,汽车达到最大行驶速度,即
根据,可得
由题知,当匀加速阶段刚结束时汽车的功率刚好达到额定功率P
根据牛顿第二定律有,解得
根据,可得匀加速阶段的末速度
【小问2详解】
因,所以当汽车速度为时汽车的功率已经达到额定功率
根据,解得
根据牛顿第二定律有
解得
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