高中物理力学实验计算题

汽车发动机的额定功率为30KW，质量为2000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，
（1）汽车在路面上能达到的最大速度
（2）若汽车从静止开始保持1m/s²的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间
（3）当汽车速度为10m/s时的加速度？

有一个竖直放置的圆形轨道，半径为R，由左右两部分组成。如图所示，右半部分AEB是光滑的半圆轨道，左半部分BFA是粗糙的半圆管轨道．现在最低点A给一个质量为m的小球一个水平向右的初速度，使小球沿轨道恰好运动到最高点B，小球在B点又能沿BFA轨道回到点A，到达A点时对轨道的压力为4mg．求

（1）小球在A点的初速度V₀
（2）小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功．

有一辆汽车的质量为3×10³kg，额定功率为9×10⁴W。汽车在平直路面上由静止开始运动，所受阻力恒为3×10³N。在开始起动的一段时间内汽车以1m/s²的加速度匀加速行驶。从开始运动到停止加速（此时速度达最大）所经过的总路程为270m。求：
（1）汽车匀加速运动的时间；
（2）汽车能达到的最大速度；
（3）汽车从开始运动到停止加速所用的时间。

如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R = 0.5m,离水平地面的高度H = 0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小S = 0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s²求：

（1）物块做平抛运动的初速度大小V₀；
（2）物块与转台间的动摩擦因数。

如图所示为一正在匀速行驶的汽车车厢顶部有一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块，上端固定在A点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连．已知小物块的质量为5kg, 绳的长度为0.5m，各种阻力都可忽略．若汽车突然停止运动，之后测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图所示．则根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，试求：

（1）汽车在停止前运行的速度v₁；
（2）t₁时刻小球的速度v₂

右表列出某种型号轿车的部分数据，根据表中数据回答下列问题：

长/mm×宽/mm×高/mm	4871×1835×14640
净重/kg	1500
传动系统	前轮驱动与档变速
发动机型式	直列4缸
发动机排量/L	2.2
最高时速/m·s^-1	30
0~100km/h的加速时间/s	9.9
最大功率/kw	150

（1）该车以最高速度行驶时轿车的牵引力为多少？
（2）假设轿车行驶中受到的阻力恒定，该车以最大功率由静止开始行驶5分钟开出的路程（认为车子已达到最大速度）？
（3）轿车以最大功率行驶，求轿车速度为20m/s时的加速度？

发动机额定输出功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是40m/s。汽车的质量为2.0×10³kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s²，发动机的输出功率达到额定功率之后保持不变，运动过程中阻力不变．求：
（1）汽车受到的阻力多大？
（2）汽车维持匀加速运动的时间是多少？
（3）5s末、15s末汽车的瞬时功率各多大？

如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB齐平，静止放于光滑斜面上，一长为L的轻质细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，将细线拉至水平，此时小球在位置C，由静止释放小球，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断，D点到AB的距离为h，之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g.求：

(1)细绳所能承受的最大拉力；
(2)斜面的倾角θ的正切值；
(3)弹簧所获得的最大弹性势能．

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．

一种氢气燃料的汽车，质量为=2.0×10³kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为=1.0m/s²。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。试求：
（1）汽车的最大行驶速度；
（2）当汽车的速度为32m/s时的加速度；
（3）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。

如图所示，光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径R，一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧，把物块释放，在弹力的作用下获得一个向右的速度，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点，求：
（1）弹簧对物块的弹力做的功；
（2）物块从B至C克服阻力所做的功；
（3）物块离开C点后落回水平面时动能的大小.

如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力。请求出：

（1）小球到达轨道最高点时的速度为多大；
（2）小球落地时距离A点多远；落地时速度多大？

在航天事业中要用角速度计可测得航天器自转的角速度ω，其结构如图9所示，当系统绕OO′转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源。已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为L₀，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器触头P在中点，与固定接头Q正对，当系统以角速度ω转动时，求：

（1）弹簧形变量x与ω的关系式；
（2）电压表的示数U与角速度ω的关系式

如图所示，轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2的光滑1/4圆形轨道，BC段为高为h=5的竖直轨道，CD段为水平轨道。一质量为0.1的小球由A点从静止开始下滑到B点时速度的大小为2/s，离开B点做平抛运动，求：
（1）小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C的水平距离；
（2）小球到达B点时对圆形轨道的压力大小？
（3）如果在BCD轨道上放置一个倾角＝45°的斜面（如图中虚线所示），那么小球离开B点后能否落到斜面上？如果能，求它第一次落在斜面上的位置。

如图甲所示，竖直平面内的坐标系xoy内的光滑轨道由半圆轨道OBD和抛物线轨道OA组成，OBD和OA相切于坐标原点O点，半圆轨道的半径为R , 一质量为m的小球（可视为质点）从OA轨道上高H处的某点由静止滑下。（1）若小球从H=3R的高度静止滑下，求小球刚过O点时小球对轨道的压力；

（2）若用力传感器测出滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，取g=10m/s²。求滑块的质量m和圆轨道的半径R的值。