【題目】兩輪平衡車（如圖所示）廣受年輕人的喜愛。它的動力系統(tǒng)由電池驅(qū)動，能夠輸出的最大功率為P0。小明駕駛平衡車在水平路面上沿直線運(yùn)動時，受到的阻力恒為f，已知小明和平衡車的總質(zhì)量為m，在以下討論中，忽略小明身體姿態(tài)調(diào)整引起的重心位置的變化，并忽略小明對系統(tǒng)做的功。

（1）求平衡車能達(dá)到的最大行駛速度vm；

（2）假設(shè)啟動過程是由靜止開始的加速度為a的勻加速運(yùn)動，平衡車達(dá)到最大功率所用的時間t為多少？

（3）小明想研究此平衡車在一定條件下的續(xù)航里程。他設(shè)想以某一恒定速度行駛直至能量耗盡，若忽略啟動和停止過程平衡車的能量消耗及位移，則可由平衡車行駛的速度和時間，利用公式x=vt估算出平衡車單次行駛的最大距離x。除此之外，請你再提供一種估算的方法，說明還需要哪些物理量，并給出最大距離的表達(dá)式。（注意：需要用到題目中沒有給出的物理量，請在解答過程中做必要的說明）

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）當(dāng)牽引力F等于阻力且功率最大時，平衡車以最大速度vm做勻速直線運(yùn)動，此時

，f=F，

可得

（2）加速度為a時，由牛頓第二定律，牽引力F滿足

達(dá)最大功率時設(shè)代步車速率為v，則，

由勻變速運(yùn)動的規(guī)律，

聯(lián)立可解得

（3）方法1：需要知道平衡車勻速行駛時的實(shí)際功率P和單次行駛的續(xù)航時間t

由于f=F，Pt =Fx=fx

可得最大距離x=

方法2：需要知道電池儲存的電能E0，根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒，在認(rèn)為電池輸出電能近似等于電池儲存電能的條件下，由 f=F，，

可得最大距離

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】洗衣機(jī)是現(xiàn)代家庭常見的電器設(shè)備．它是采用轉(zhuǎn)筒帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行脫水的，下列有關(guān)說法中錯誤的是（　�。�

A. 脫水過程中，衣物是緊貼筒壁的

B. 加快脫水筒轉(zhuǎn)動的角速度，脫水效果會更好

C. 水能從筒中甩出是因?yàn)樗涡枰南蛐牧μ蟮木壒?/span>

D. 靠近中心的衣物脫水效果比四周的衣物脫水效果好

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，有邊長為L的正方形金屬線框abcd，其一條對角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處．在y軸的右側(cè)的第Ⅰ象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合，下邊界與x軸重合,右邊界與y軸平行．T＝0時刻，線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場上邊界的方向穿過磁場區(qū)域．取a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎�，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i、ab間的電勢差Uab隨時間t變化的圖線是下圖中的： ( )

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于自感系數(shù)下列說法正確的是

A. 自感電動勢越大，自感系數(shù)越大

B. 自感系數(shù)L由線圈自身的性質(zhì)決定，與線圈的長短、粗細(xì)、匝數(shù)、有無鐵芯有關(guān)．

C. 其它條件相同，線圈越細(xì)自感系數(shù)越大

D. 其它條件相同，有鐵芯的比沒有鐵芯的自感系數(shù)小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說法正確的是： （ ）

A. t＝0.01s時穿過線框的磁通量最小

B. 該交變電動勢的有效值為11V

C. 該交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝22cos（100πt）V

D. 電動勢瞬時值為22V時，線圈平面與中性面的夾角為45°

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，面積很大的的光滑導(dǎo)體板水平放置，在板的中點(diǎn)正上方，有帶正電的點(diǎn)電荷＋Ｑ，一表面絕緣帶正電的金屬小球Ｃ可視為質(zhì)點(diǎn)，且不影響原電場，自左向右以初速Ｖ０向右運(yùn)動，則在運(yùn)動過程中（ ）

A. 小球先減速后加速運(yùn)動

B. 小球受到的電場力為零

C. 小球的加速度為零

D. 小球的電勢能先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（14分）如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，第一象限存在著沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場；M是x軸上的一點(diǎn)，在第四象限里過M點(diǎn)的虛線平行y軸，在虛線右邊區(qū)域存在方向垂直于坐標(biāo)平面的有界勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出）�，F(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從y軸上P(0，L)點(diǎn)，以平行于x軸方向的初速度v0射入電場，并恰好從M點(diǎn)處射出電場進(jìn)入磁場，粒子從有界磁場中射出后，恰好通過y軸上Q(0，–3L)點(diǎn)，且射出時速度方向與y軸負(fù)方向的夾角θ=30°，不計帶電粒子的重力。求：

（1）M點(diǎn)的坐標(biāo)和勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度；

（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向；

（3）帶電粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長，兩軌道間的寬度L＝0.50 m．軌道左端接一阻值R＝0.50 Ω的電阻．軌道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.40 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量m＝0.50 kg的導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置．在沿著軌道方向向右的力F作用下，導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動，導(dǎo)體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直，不計軌道和導(dǎo)體棒的電阻，不計空氣阻力，若力F的大小保持不變，且F＝1.0 N，求：

(1)導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度大小vm；

(2)導(dǎo)體棒的速度v＝5.0 m/s時，導(dǎo)體棒的加速度大小a.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，傾角的光滑斜面固定在水平面上，自然伸長的輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面底端的擋板上．一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端一定距離的位置靜止釋放，接觸彈簧后繼續(xù)向下運(yùn)動．小球運(yùn)動的v-t圖象如圖乙所示，其中OA段為直線，AB段是與OA相切于A點(diǎn)的平滑曲線，BC是平滑曲線，不考慮空氣阻力，重力加速度為g．關(guān)于小球的運(yùn)動過程，下列說法正確的是

A. 小球在tB時刻所受彈簧彈力大于

B. 小球在tC時刻的加速度大于

C. 小球從tC時刻所在的位置由靜止釋放后，不能回到出發(fā)點(diǎn)

D. 小球從tA時刻到tC時刻的過程中重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量

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同步練習(xí)冊答案