- 共点力平衡的条件及其应用
- 共305题
如图所示,质量分别为m1、m2两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成角。则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是
正确答案
解析
选整体为研究对象,在水平方向整体受摩擦力和F在水平方向的分力,所以C正确,D错误;在竖直方向受支持力N、重力和F在其方向的分力,解得,所以A正确,B错误。
知识点
节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力轿车,在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶,发动机的输出功率为P=50kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动L=72m后,速度变为v2=72km/h。此过程中发动机功率的1/5用于轿车的牵引,4/5用于供给发电机工作,发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求
(1)轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时,所受阻力F阻的大小;
(2)轿车从90km/h减速到72km/h过程中,获得的电能E电;
(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L′。
正确答案
见解析。
解析
(1)汽车牵引力与输出功率的关系
将代入得
当轿车匀速行驶时,牵引力与阻力大小相等,有
(2)在减速过程中,注意到发动机只有用于汽车的牵引,根据动能定理有
,代入数据得
电源获得的电能为
(3)根据题设,轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为。此过程中,由能量转化及守恒定律可知,仅有电能用于克服阻力做功
,
代入数据得
知识点
如图,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道的长为L、宽度为d、高为h,上下两面是绝缘板,前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于磁感应强度大小为B,方向沿z轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体(有大量的正、负离子),且开关闭合前后,液体在管道进、出口两端压强差的作用下,均以恒定速率v0沿x轴正向流动,液体所受的摩擦阻力不变。
(1)求开关闭合前,M、N两板间的电势差大小U0;
(2)求开关闭合前后,管道两端压强差的变化Δp;
(3)调整矩形管道的宽和高,但保持其它量和矩形管道的横截面S=dh不变,求电阻R可获得的最大功率Pm及相应的宽高比d/h的值。
正确答案
(1)设带电离子所带的电量位q,当其所受的洛伦兹力与电场力平衡时,U0保持恒定,有
①
得:②
(2)设开关闭合前后,管道两端压强差分别为p1、p2,液体所受的摩擦阻力均为f,开关闭合后管道内液体受到的安培力为F安,有:p1hd=f,③
p2hd=f+F安,④
F安=Bid⑤
根据欧姆定律,有⑥
两道题板间液体的电阻⑦
由②③④⑤⑥⑦式得:⑧
(3)电阻R获得的功率为:,⑨
,⑩
当时 【11】
电阻R获得的最大功率【12】
解析
略。
知识点
如图所示,两相同轻质硬杆、
可绕其两端垂直纸面的水平轴
、
、
转动,在
点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。
表示木块与挡板间摩擦力的大小,
表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且
、
始终等高,则( )
正确答案
解析
把重物M和两木块m看成整体受力分析可得,竖直方向合力为零,始终木块与挡板间摩擦力,选项A错误B正确;挡板间的距离稍许增大后,对结点O受力分析可得,轻杆弹力增大,对木块受力分析得木块与挡板间正压力增大,选项C错误D正确。
知识点
如图所示,一物块置于水平地面上,当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为
正确答案
解析
略
知识点
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