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【選擇題】
1. 在物理學中,物體運動的位移與所用時間的比值稱為平均速度,用來描述物體在一個過程內的運動情況。下列說法正確的是:
A. 平均速度一定等于初速度和末速度的平均值
B. 平均速度一定等于初速度、加速度和時間的乘積
C. 平均速度一定等于初速度平方和末速度平方的平均值
D. 平均速度可以用來描述物體在某一位置或某一時刻的運動情況
【答案】D。
【填空題】
【解答】英國,國際千克力(或國際千克加速度)。
【簡答題】
3. 假設一個物體在水平方向上受到一個恒定的牽引力和阻力作用,其運動軌跡為一拋物線。已知物體在最高點時的速度為零,且已知該拋物線的形狀和對應的物理量之間的關系,如何利用這些信息求出物體在最高點時所受的阻力?
【分析】物體在水平方向上受到牽引力和阻力的作用,合力為恒力,根據牛頓第二定律可以求得加速度的大小和方向。由于物體做拋物線運動,其運動軌跡為拋物線形狀,因此可以根據運動學公式求得物體在最高點時的速度和時間。由于阻力是恒定的,因此可以根據運動學公式求得阻力的大小。
【解答】根據運動學公式可知,物體在最高點時的速度為零,因此有:$v_{0}^{2} = 2gh$。根據牛頓第二定律可知,物體的加速度為:$a = \frac{mg + f}{m}$,其中$m$為物體的質量,$g$為重力加速度。由于物體做拋物線運動,其運動時間為:$t = \frac{v_{0}}{g}$。由于阻力是恒定的,因此可以根據運動學公式求得阻力的大小:$f = ma = m(\frac{mg + f}{m}) = mg + f$。因此,物體在最高點時所受的阻力為$mg + f$。
【計算題】
4. 一輛汽車以恒定功率行駛,在某段時間內,汽車的速率隨時間的變化情況可能是( )
A. 先加速后勻速 B. 先加速后減速 C. 一直加速 D. 一直減速
解:汽車以恒定功率行駛時,根據$P = Fv$可知,要使汽車的速度先增大后減小至某一值并保持不變,則汽車的牽引力先減小后增大;故汽車先加速后勻速;故A正確;B錯誤;若一直加速或一直減速則汽車的功率無法保持不變;故C錯誤;D錯誤;故選:A.
根據功率與速度的關系式$P = Fv$分析汽車的運動情況.
本題考查了功率與速度的關系式$P = Fv$的應用;要注意明確當功率一定時,速度越大則牽引力越小.