2008届物理回归基础训练——动量与能量

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1、2008届物理回归基础训练——动量与能量1A（能的转化和守恒定律）(14分)某地强风的风速是20m/s，空气的密度是=1.3kg/m3。一风力发电机的有效受风面积为S=20m2，如果风通过风力发电机后风速减为12m/s，且该风力发电机的效率为=80%，则该风力发电机的电功率多大？1.风力发电是将风的动能转化为电能，讨论时间t内的这种转化，这段时间内通过风力发电机的空气的空气是一个以S为底、v0t为高的横放的空气柱，其质量为m=Sv0t，它通过风力发电机所减少的动能用以发电，设电功率为P，则代入数据解得P=53kW2B.变力做功、等效思维）面积很大的水

2、池，水深为H，水面上浮着一正方体木块，木块边长为，密度为水的，质量为，开始时，木块静止，有一半没入水中，如图38所示，现用力F将木块缓慢地压到池底，不计摩擦，求（1）从开始到木块刚好完全没入水的过程中，力F所做的功。（2）若将该木块放在底面为正方形（边长为a）的盛水足够深的长方体容器中，开始时，木块静止，有一半没入水中，如图39所示，现用力F将木块缓慢地压到容器底部，不计摩擦。求从开始到木块刚好完全没入水的过程中，容器中水势能的改变量。图38Ha图393．解：（1）因水池面积很大，可忽略因木块压入水中所引起的水深变化，木块刚好完全没入水中时，图中原来

3、处于划斜线区域的水被排开，结果等效于使这部分水平铺于水面，这部分水的质量为，其势能的改变量为aa/2大块势能的改变量为:3a/4a/4根据功能原理，力F所做的功：(2)因容器水面面积为2a2，只是木块底面积的2倍，不可忽略因木块压入水中所引起的水深变化，木块刚好完全没入水中时，图8中原来处于下方划斜线区域的水被排开到上方划斜线区域。这部分水的质量为/2，其势能的改变量为：。3A．（功率、动能定理）（10分）质量为2t的汽车在平直公路上由静止开始运动，若保持牵引力恒定，则在30s内速度增大到15m/s，这时汽车刚好达到额定功率，然后保持额定输出功率不变

4、，再运动15s达到最大速度20m/s，求：（1）汽车的额定功率；（2）汽车运动过程中受到的阻力；（3）汽车在45s共前进多少路程。3．（1）（2）设汽车的额定功率为P，运动中所受的阻力为f，前30s内的牵引力为F，则前30s内，匀加速运动的加速度为a==0.5m/s2（1分）此过程中F-f=ma（1分）P=Fv1=（f+ma）v1（1分）在45s末有P=fv2（1分）代入数据后解得P=60kWf=3000N（1分）（3）汽车在前30s内运动的路程为s1==225m（1分）后15s内的位移s2满足Pt2-fs2=mv22-mv12（3分）解得s2=24

5、1.7m总路程s=s1+s2=466.7m4．（功和热的概念）如图所示，水平传送带在外部机械的带动下以速度v做匀速运动，并保持不变．某时刻一个质量为m的小物体P被扔到传送带上，它刚与传送带接触时的初速度大小也是v，但方向与传送带的运动速度的方向相反．经过一段时间，P与传送带保持相对静止，求在这个相对滑动过程中，摩擦力对P所做的功及生成的热．4．解析：⑴根据动能定理摩擦力对P所做的功等于P的动能的增量，而物体P在这个过程的始、末动能相等，因此Wf=0⑵设两物体间相互作用的摩擦力大小为f，物体P的速度从v减到0所用的时间为t，再从0反向增加到v所用的时间

6、也是t．整个过程中相对传送带运动的位移生成的热Q=·△=说明：在本题中摩擦力先对物体做负功，然后对物体做正功，同时由于物体和传送带间有相对滑动，所以还有内能产生，因为全过程中物体的动能没有变化，根据能量守恒可知，产生的内能应等于传送带消耗的电能．ABsRcbv0a5A．（碰撞、机械能守恒、向心力）（16分）如图所示，半径R=0.1m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。质量m=0.1㎏的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点，另一质量也为m=0.1kg的小滑块A，以v0=2m/s的水平初速度向B滑行，滑过s=1m的距离，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、

7、B粘在一起运动。已知木块A与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2。取重力加速度g=10m/s²。A、B均可视为质点。求（1）A与B碰撞前瞬间的速度大小vA；（2）碰后瞬间，A、B共同的速度大小v；（3）在半圆形轨道的最高点c，轨道对A、B的作用力N的大小。5．（16分）解：（1）A做匀减速运动a==μg（2分）vA²–v0²=–2as（2分）求出vA=6m/s（1分）（2）以A、B为研究对象，根据动量守恒定律mvA=2mv（4分）求出v=3m/s（1分）（3）以A、B为研究对象，从b到c，根据机械能守恒定律N2mg（2分）在c点，A、B受力如右图所示（1

8、分）根据牛顿第二定律（2分）求出　　　　N=8N（1分）6A．（动量守恒定律）甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑