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21.汽车出厂前需要测试,某次检测过程中,汽车保持恒定功率在水平路面上做直线运动,测得其运动速度随时间变化的图像如图所示,汽车运动过程中受到的阻力不变,发动机的效率为40%,加速至2s时牵引力为4000N,10s后油箱还剩10L汽油($q_{汽油}= 3.3×10^{7}J/L$),则汽车的功率是______kW.运动中汽车受到的阻力是______N,10s后该车最多还能继续行驶的路程是______km.

答案:
60 2 000 66 解析:汽车加速至2 s时牵引力F1=4 000 N,由图可知,此时汽车的速度v1=15 m/s,汽车的功率P=F1v1=4 000 N×15 m/s=60 000 W=60 kW;由图可知,汽车在10 s后做匀速直线运动,此时牵引力F2=Pv2=60 000 W30 m/s=2 000 N,此时汽车受到的牵引力和阻力为一对平衡力,则阻力f=F2=2 000 N;10 s后剩余汽油完全燃烧放出的热量Q放=Vq汽油=10 L×3.3×107 J/L=3.3×108 J,由η=WQ放×100%可得,牵引力做的功W=ηQ放=40%×3.3×108 J=1.32×108 J,由W=Fs可得,汽车最多可继续行驶的路程s=WF2=1.32×108 J2 000 N=66 000 m=66 km.
22.新素养 科学思维 如图所示,小物块沿摩擦力不能忽略的斜面由A点加速下滑至B点,然后沿粗糙平面由B点减速滑至C点,从C点水平抛出到达斜面底端的D点(没有与斜面和地面相碰),AB段和CD段的竖直高度相同,忽略运动时的空气阻力.小物块在水平面BC上滑行时受到______个力的作用;如果小物块由A下滑到B动能增加量为$\Delta E_{1}$,由C下落到D动能增加量为$\Delta E_{2}$,则$\Delta E_{1}$______$\Delta E_{2}$,理由是______.

答案:
3 小于 AB段小物块克服摩擦做功,部分减小的重力势能转化为内能,而CD段小物块减小的重力势能全部转化为动能 解析:由题意知,水平面BC是粗糙的,小物块在水平面BC上滑行时受到水平向左的摩擦力、竖直向下的重力、竖直向上的支持力,共3个力的作用.小物块由A下滑到B的过程中,不计空气阻力,小物块减小的重力势能中一部分转化为动能,同时由于受到摩擦力,小物块克服摩擦做功,另一部分减小的重力势能转化为内能,所以该过程中物块重力势能减小量等于动能增加量ΔE1与转化成的内能之和;由C下落到D的过程中,不计空气阻力,小物块减小的重力势能全部转化为动能,所以该过程中重力势能减小量等于动能增加量ΔE2.因为AB段和CD段的竖直高度相同,所以两过程中小物块重力势能减小量相同,则ΔE1小于ΔE2.
23.新素养 科学探究 (6分)在探究"弹性势能的大小与哪些因素有关"时,小明提出了如下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
猜想三:弹性势能的大小与弹簧的长度有关;
猜想四:弹性势能的大小与弹簧的粗细有关.
(1)为验证猜想一,他设计了如图所示的实验,实验时将同一弹簧压缩______(选填"相同"或"不同")的长度(未超过弹性限度),将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,分析比较______,从而比较弹性势能的大小.
(2)为验证猜想二,在其他因素相同时,需选用______不同的两根弹簧,实验时将两根弹簧压缩______(选填"相同"或"不同")的长度,将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,对数据进行比较分析时,若______,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
(3)若水平面绝对光滑,本实验将______(选填"能"或"不能")达到探究目的.

猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
猜想三:弹性势能的大小与弹簧的长度有关;
猜想四:弹性势能的大小与弹簧的粗细有关.
(1)为验证猜想一,他设计了如图所示的实验,实验时将同一弹簧压缩______(选填"相同"或"不同")的长度(未超过弹性限度),将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,分析比较______,从而比较弹性势能的大小.
(2)为验证猜想二,在其他因素相同时,需选用______不同的两根弹簧,实验时将两根弹簧压缩______(选填"相同"或"不同")的长度,将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,对数据进行比较分析时,若______,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
(3)若水平面绝对光滑,本实验将______(选填"能"或"不能")达到探究目的.
答案:
(1)不同 木块移动的距离
(2)材料 相同 两次木块移动的距离不同
(3)不能
(1)不同 木块移动的距离
(2)材料 相同 两次木块移动的距离不同
(3)不能
24.(6分)(2025·山西晋城期中)在"探究物体的动能跟哪些因素有关"的实验中,小梦设计了如下实验:将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆动到竖直位置时,撞击水平面上的木块,木块在水平面上移动的距离为s.改变钢球的质量,分别测量木块在水平面上移动的距离,测量结果记录如表.
|实验次数|钢球的质量m/g|钢球由静止释放的高度h/cm|木块被撞后移动的距离s/cm|
|1|10|20|26|
|2|20|20|41|
|3|30|20|62|


(1)让钢球从同一高度由静止释放,目的是让钢球摆动到竖直位置时的______相同.
(2)实验是通过观察______来反映钢球动能的大小.
(3)分析实验数据可得出的结论是______.
(4)小梦想探究动能与速度的关系,她应该让质量______的钢球,从______高度由静止释放,然后观察现象.(均选填"相同"或"不同")
|实验次数|钢球的质量m/g|钢球由静止释放的高度h/cm|木块被撞后移动的距离s/cm|
|1|10|20|26|
|2|20|20|41|
|3|30|20|62|
(1)让钢球从同一高度由静止释放,目的是让钢球摆动到竖直位置时的______相同.
(2)实验是通过观察______来反映钢球动能的大小.
(3)分析实验数据可得出的结论是______.
(4)小梦想探究动能与速度的关系,她应该让质量______的钢球,从______高度由静止释放,然后观察现象.(均选填"相同"或"不同")
答案:
(1)速度
(2)木块被钢球撞击后移动的距离
(3)在速度一定时,物体的质量越大,动能越大
(4)相同 不同
(1)速度
(2)木块被钢球撞击后移动的距离
(3)在速度一定时,物体的质量越大,动能越大
(4)相同 不同
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