分)
四、计算论证题(本题共5小题。第24、25题各5分,第26、27、28题各6分,共28分)解题要求:写出必要的文字说明、方程式、论证推导公式、演算步骤和答案。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
24.(5分)解:速度随时间均匀变化,即加速度不变的直线运动,叫做匀变速直线运动。设做匀变速直线运动的物体的初速度为v0,经过时间t,速度变为v。(2分)根据加速度的定义,其加速度avv0(2分)t则匀变速直线运动的速度与时间关系的公式为vv0at(1分)说明:只要学生思路清晰,表述上可从宽处理。
25(5分)解:(1)根据牛顿第二定律,物体的加速度
10
faF30ms2m
(2)物体在t20s时的速度大小vat60ms
(2分)(3分)
26(6分)解:(1)点电荷在A点所受电场力的大小FqE10104N
(2)点电荷在A点所受电场力的方向,如图所示
(3分)
AFE
从A点由静止释放后,点电荷沿水平方向向右做匀加速直线运动.(3分)
27(6分)解:根据欧姆定律,通过电炉的电流为I1=UR=11000A=10A.
则通过电动机的电流为I2=I-I1=20A.
(3分)
电动机的总功率为P=UI2=100×20W=2×103W.
因发热而损耗的功率为P′=I22r=400W.
电动机的有用功率机械功率为P″=P-P′=16×103W,电动机通电1mi
做的有用功为W=P″t=16×103×60J=96×104J(3分)
28(6分)
解:(1)设重力做的功为WG,弹力做的功为W弹
根据动能定理
WGW弹Ek2Ek1
由重力做功与重力势能的关系WGEp1Ep2
由弹力做功与弹性势能的关系W弹E弹1E弹2
联立以上三式可得Ek1Ep1E弹1Ek2Ep2E弹2(3分)
(2)Fx图象如右图所示
F
图中的图线和x轴围成的面积表示功的大小
kx
所以弹力做功为W1kx2(注:没有负号扣1分)2
由弹力做功与弹性势能的关系W弹0E弹
O
x
x
解得
E弹
12
kx2
(3分)
11
fr