由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
计算题增分练(六)
(满分32分 20分钟)
1.2017年4月16日,国产大飞机C919在上海浦东机场进行了首次高速滑行测试.某次测试中,C919在平直跑道上由静止开始匀加速滑行,经t1=20 s达到最大速度vm=288 km/h,之后匀速滑行一段时间,再匀减速滑行,最后停下来.若滑行总距离x=3 200 m,且减速过程的加速度大小与加速过程的加速度大小相等,取g=10 m/s2.
(1)求C919减速滑行时的加速度大小;
(2)若C919的质量m=8×104 kg,加速过程中飞机受到的阻力恒为自身重量的0.1倍,求飞机加速过程中发动机产生的推力大小;
(3)求C919在整个滑行过程中的平均速度大小.(结果保留一位小数)
解析:(1)由题意可知vm=at1=80 m/s
解得a=4 m/s2
由于减速过程和加速过程的加速度大小相等,故
a′=4 m/s2
(2)加速过程F-kmg=ma
解得F=4×105 N
(3)加速过程t1=20 s,x1=at=800 m
减速过程t2=20 s,x2=a′t=800 m
匀速过程t3==20 s
故全程的平均速度大小v==53.3 m/s.
答案:(1)4 m/s2 (2)4×105 N (3)53.3 m/s
2.如图甲所示,两个形状相同、倾角均为37°的足够长的斜面对接在一起,左侧斜面粗糙,右侧斜面光滑.一个电阻不计、质量m=1 kg的足够长的U形金属导轨MM′N′N置于左侧斜面上,导轨MM′N′N与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,质量m=1 kg、电阻为R的光滑金属棒ab通过跨过定滑轮的轻质绝缘细线与质量为m0的滑块相连,金属棒ab与导轨MM′N′N接触良好且始终垂直(金属棒ab始终不接触左侧斜面),左侧斜面处于垂直斜面向下的匀强磁场中.初始状态时,托住滑块,使导轨MM′N′N、金属棒ab
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
及滑块组成的系统处于静止状态,某时刻释放滑块,当其达到最大速度时,导轨MM′N′N恰好要向上滑动.已知细线始终与斜面平行,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2.
(1)求滑块的质量m0;
(2)以释放滑块的时刻为计时起点,滑块的速度v随时间t的变化情况如图乙所示,若匀强磁场的磁感应强度B=2 T,导轨MM′N′N宽度L= m,求在滑块加速运动过程中系统产生的焦耳热.
解析:(1)当滑块与金属棒ab达到最大速度时,导轨MM′N′N恰好不能向上滑动,导轨与左侧斜面间的静摩擦力向下达到最大,对导轨由平衡条件得
mgsin 37°+μ·2mgcos 37°=F安
解得F安=14 N
对滑块及金属棒ab组成的系统由平衡条件得
mgsin 37°+F安=m0gsin 37°
解得m0= kg
(2)达到最大速度时安培力F安=BIL==14 N
由图乙知最大速度v=1 m/s
解得R=2 Ω
加速阶段对滑块及金属棒ab组成的系统由动量定理得
m0gtsin 37°-mgtsin 37°-B ILt=(m0+m)v
加速阶段通过金属棒ab的电荷量q=I t
又结合法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律可得
q==
解得x= m
加速阶段由能量守恒得
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费
m0gxsin 37°=mgxsin 37°+(m0+m)v2+Q
解得Q=3.3 J
即滑块在加速运动过程中系统产生的焦耳热为3.3 J.
答案:(1) kg (2)3.3 J
由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费