高三物理求时间的非常规习题

求时间的非常规习题题目中涉及求时间的问题，往往是利用力和运动观点解决，而有些题目中由于物体的运动很复杂，在高中阶段用运动学公式不能求解，需要用动量或能量观点解题，现举几例说明之。例 1．汽车发动机的额定功率为 60KW，质量为 5t，在水平路面上做直线运动，阻力是车重的 0.1倍，能达到的最大速度为 12m/s。现在汽车从静止开始，以 0.5m/s2 的加速度起动（一直持续到不能做匀加速运动为止），当行驶 72m 时达到最大速度。问汽车达到最大速度所需时间是多少？分析：受力如图如图 1 所示。由受力知汽车在达到最大速度之前经历了两个运动过程：先是匀加速运动，达到额定功率后，功率保持不变，由 F=P/V 知牵引力发生变化，汽车开始做变加速运动。对于后一运动，由于牵引力是变力，无法用运动学公式求得时间。设汽车匀加速时间为 t1，由牛顿第二定律，得makmgF根据瞬时功率公式，有 FVPm 由运动学公式 1atV  21121 atS 联立解得：sakmgmaPtm16)(1 smV/8 mS641 此后汽车以额定功率做变加速运动，注意到功率恒定，牵引力的功可用 Pt 求得。由动能定理，得22222121mVmVkmgSPtm 而12SSS解得st42 所以运动时间sttt2021此题中的第二个过程用到了动能定理求时间。例 2．如图 2 所示，一根导体棒 AB，长 L=1.0m，质量m=0.1kg，电阻为 R=1.0Ω，处于方向如图所示的匀强磁场中，且跨接在竖直放置的足够长的∩形导体框架上，磁感应强度 B=1.0T。在电动机牵引下，导体棒由静止开始，两端与框架接触良好地上升了 h=3.8m，已知在此过程中棒已达到稳定速度，导体棒产生的热量为 14J，电动机牵引棒时，电流表和电压表的读数分别稳定为 1.0A 和 7.0V。已知电动机内阻 r=1.0Ω。不计其它电阻及一切摩擦（g=10m/s2）求：棒从静止开始上升 3.8m 所需的时间。分析：导体棒受力如图 3 所示，由于电动机的牵引力和棒所受安培力都是变化的，所以在速度达到稳定之前，棒做变加速运动，利用运动学公式不能求得时间。从能量转化角度考虑，电动机用心 爱心 专心输出的机械能转化为了回路的电热和机械能（包括动能和势能）。依题意有mghmvQtrIUI2221)(棒达到稳定时RvLBmgF22此时，对电动机rIUIFv2解得 t=3s此题利用了能量守恒求时间。例 3．如图所示 4，一质量为 m、边长为 L、电阻为 R 的正方形线框 abcd，放置在水平桌面上，桌面处在磁感应强度为 B，方...