高中物理力学实验综合题

由美国“次贷危机”引起的全球范围内的金融危机给世界各国各行各业造成巨大的冲击，带来严重的损失。振兴汽车工业成为目前各国提振经济的一项重要举措，其中除提高生产效率以降低生产成本和销售价格外，更重要的措施是要设计性能优良且能使用“替代能源”的新车型。我国某汽车研究机构所设计的使用充电电源的“和谐号”小汽车即将面市。下图是在研制过程中，某次试车时该车做直线运动过程中的图，图中速率为该车匀加速起动时的最大速率。已知汽车总质量为，汽车运动过程中所受阻力恒为车重的倍，充电电源的电功率转化为机械功率的效率为，重力加速度取。求：
（1）充电电源的额定功率；
（2）图中的值；
（3）从起动开始到第末汽车所发生的位移。

一电动机通过一质量不计的绳子从静止开始向上提起质量为2.0kg的物体，在前2.0s内绳的拉力恒定，此后电动机一直以额定功率工作，物体被提升到50m高度时恰开始以15m/s的速度匀速上升。如图所示为上述过程的v-t图。（g取10m/s²）试求：（结果保留两位有效数字）
（1）电动机的额定功率。
（2）物体从静止开始被提升至开始匀速所需时间。

如图所示，可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30⁰、长L=2m的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，三物块的质量分别为m_A＝0.80kg、m_B＝0.64kg、m_C＝0.50kg，其中A不带电，B、C的带电量分别为q_B＝＋4.0×10^-5C、q_C＝＋2.0×10^-5C且保持不变，开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为零，则相距为r时，两点电荷具有的电势能可表示为。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上一直作加速度a＝1.5m/s²的匀加速直线运动，经过时间t₀，力F变为恒力，当A运动到斜面顶端时撤去力F。已知静电力常量k＝9.0×10⁹N·m²／C²，g＝10m/s²。求：

（1）未施加力F时物块B、C间的距离；
（2）t₀时间内A上滑的距离；
（3）力F对A物块做的总功。

如图所示，用半径为的电动滚轮在薄铁板上表面压轧一道浅槽，铁板长，质量，已知滚轮与铁板，铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为和，开始时把铁板的右端放入滚轮下，工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100N，在滚轮的摩擦力作用下铁板由静止开始向右运动并被压轧出一浅槽，已知滚轮转动的角速度恒为5rad／s，g取10 m／s²，求：
(1)加工一块铁板需要的时间；   
(2)加工一块铁板的过程中，电动机输出的平均功率。

抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s，这时突然炸成两块，其中大块质量300g仍按原方向飞行，其速度测得为50m/s，另一小块质量为200g，求它的速度的大小和方向。

一辆汽车在一条直线上行驶，第1s内通过5m，第2s内通过20m，第3s内通过20m，第4s内通过 5m.则
（1）此汽车在最初 2s内的平均速度是多大？方向任何？
（2）中间 2s内的平均速度是多大？全部时间内的平均速度是多大？

（1）平台与斜面体间的水平距离 d₁；
（2）小球在斜面上的运动时间t；
（3）弹簧压缩过程中的最大弹性势能E_p．

（1）两物块间的滑动摩擦因数。（设两物块间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等）
（2）两物块开始相对滑动时，水平推力F的大小。

长兴是我国最大的蓄电池基地之一，蓄电池是电动自行车的核心部件之一，近几年来电动自行车在长兴城乡十分普及，极大的方便了居民的出行。下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。

额定 车速	车质量	载重	电源	电源输 出电压	充电 时间	额定输出 功率	电动机额定工作 电压和电流
18 km/h	40 kg	80 kg	36 V/12 AH	≥36 V	6～8 h	180 W	36 V/6A

请参考表中数据，完成下列问题(g取10 m/s²)。
(1)此车所配电动机的内阻是多少？
(2)在行驶过程中电动车受阻力是车重(包括载重)的K倍，试计算K的大小。
(3)若电动车满载时以额定功率行驶，当车速为3 m/s时，加速度为多大？

一辆质量为m的汽车，以恒定的输出功率P在倾角为θ的斜坡上沿坡匀速行驶，如图所示，汽车受到的摩擦阻力恒为f（忽略空气阻力）.求：（1）汽车的牵引力F和速度v的表达式；  （2）根据F与v的表达式，联系汽车上、下坡的实际，你能得到什么启发？

以10m/s的速度行驶的列车，在坡路上的加速度为0.2m/s²，经过30s到达坡底。求：
到达坡底的速度；
坡路的长度。

为了体现人文关怀，保障市民出行安全和严格执法，各大都市市交管部门强行推出了“电子眼”，据了解，在城区内全方位装上“电子眼”后立马见效，机动车擅自闯红灯的大幅度减少，因闯红灯引发的交通事故也从过去的5％下降到1％。现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10m／s．当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为0．5s)。已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0．4倍，乙车紧急刹车制动力为车重的0．5倍，求：
若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15m，他采取上述措施能否避免闯红灯?
为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离?

汽车沿直线从甲地开往乙地，若在前一半路程的平均速度为v₁，在后一半路程的平均速度为v₂，
则汽车全程的平均速度为多少？
若在前一半时间的平均速度为v₁，在后一半时间的平均速度为v₂，则汽车全程的平均速度为多少？
这两种情况下的平均速度哪个大呢？

一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端，如图2-6，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10 m/s²的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜面对小球的弹力.

如图所示，斜面倾角为45°，从斜面上方A点处由静止释放一个质量为m的弹性小球，在B点处和斜面碰撞，碰撞后速度大小不变，方向变为水平，经过一段时间在C点再次与斜面碰撞。已知AB两点的高度差为h，重力加速度为g，不考虑空气阻力。求：

（1）小球在AB段运动过程中重力做功的平均功率P；
(2)小球落到C点时速度的大小。