- 功率
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质量m=10kg的物体,在倾角θ=37°,长L=4.0m的斜面顶端由静止开始滑下,物体与斜面间摩擦系数为μ=0.5.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)物体滑到斜面底端的过程中重力对物体所做的功.
(2)物体滑到斜面底端的过程中各个力对物体所做的总功.
(3)物体到达底端时重力的平均功率.
正确答案
解:(1)重力做功的大小为:WG=mgh=mgLsin37°=100×4×0.6J=240J.
(2)摩擦力的大小为:f=μmgcos37°=0.5×100×0.8=40N.
则摩擦力做功为:Wf=-fL=-40×4J=--160J.
W=WG+Wf=240-160J=80J
(3)物体下滑过程中的加速度为mgsin37°-μmgcos37°=ma
a=2m/s2
下滑所需时间为x=
t=
P=
答:(1)物体滑到斜面底端的过程中重力所做的功为240J.
(2)物体滑到斜面底端的过程各个力所做总功为80J.
(3)物体到达底端时重力的平均功率为120W.
解析
解:(1)重力做功的大小为:WG=mgh=mgLsin37°=100×4×0.6J=240J.
(2)摩擦力的大小为:f=μmgcos37°=0.5×100×0.8=40N.
则摩擦力做功为:Wf=-fL=-40×4J=--160J.
W=WG+Wf=240-160J=80J
(3)物体下滑过程中的加速度为mgsin37°-μmgcos37°=ma
a=2m/s2
下滑所需时间为x=
t=
P=
答:(1)物体滑到斜面底端的过程中重力所做的功为240J.
(2)物体滑到斜面底端的过程各个力所做总功为80J.
(3)物体到达底端时重力的平均功率为120W.
(2015秋•宜昌期末)下列关于运动的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、人造地球卫星绕地球运行一周,路程不为零,位移为零,故A错误;
B、汽车启动的瞬间,速度为零,加速度不为零,故B错误;
C、沿平直公路行驶的汽车从开始刹车到停下来之前,速度越来越小,位移越来越大,故C错误;
D、月球表面没有空气,宇航员在月球表面将羽毛和石块从同一高度同时释放,二者都做自由落体运动,h=gt2,运动时间t=
相同,同时落地,故D正确;
故选:D.
2013年全国多地雾霾频发,且有愈演愈烈的趋势,空气质量问题备受关注.在雾霾天气下,能见度下降,机动车行驶速度降低,道路通行效率下降,对城市快速路、桥梁和高速公路的影响很大.已知汽车保持匀速正常行驶时受到地面的阻力为车重的0.l倍,刹车时受到地面的阻力为车重的0.5倍,重力加速度为g=10m/s2,则
(1)若汽车在雾霾天行驶的速度为v=54km/h,则刹车后经过多长时间才会停下来?
(2)若前车因故障停在车道上,当质量为m=1500kg正在匀速行驶的后车,在前方108m处发现了因故障停在车道上的前车,司机采取紧急刹车,刚好没有与前车相撞,设司机的反应时间为0.6s,则后车正常行驶时的功率为多大?
正确答案
解:(1)v=54km/h=15m/s
f2=k2mg
刹车后由牛顿第二定律可知:-f2=ma
-0.5mg=ma
a=0.5g=-5m/s2
v′=v+at
得:t==3s
(2)根据动能定理有:-f2s=0-mv02
f2=k2mg
s=108-v0t反=108-0.6v0
v02=2k2gs=2×0.5×15×(108-0.6 v0)
得:v0=36m/s
正常行驶时有:F-f1=0
f1=k1mg=0.1mg
P=Fv0=0.1×1500×10×36=54000W
答:(1)若汽车在雾霾天行驶的速度为v=54km/h,则刹车后经过3s时间才会停下来;
(2)若前车因故障停在车道上,当质量为m=1500kg正在匀速行驶的后车,在前方108m处发现了因故障停在车道上的前车,司机采取紧急刹车,刚好没有与前车相撞,司机的反应时间为0.6s,则后车正常行驶时的功率为54000W
解析
解:(1)v=54km/h=15m/s
f2=k2mg
刹车后由牛顿第二定律可知:-f2=ma
-0.5mg=ma
a=0.5g=-5m/s2
v′=v+at
得:t==3s
(2)根据动能定理有:-f2s=0-mv02
f2=k2mg
s=108-v0t反=108-0.6v0
v02=2k2gs=2×0.5×15×(108-0.6 v0)
得:v0=36m/s
正常行驶时有:F-f1=0
f1=k1mg=0.1mg
P=Fv0=0.1×1500×10×36=54000W
答:(1)若汽车在雾霾天行驶的速度为v=54km/h,则刹车后经过3s时间才会停下来;
(2)若前车因故障停在车道上,当质量为m=1500kg正在匀速行驶的后车,在前方108m处发现了因故障停在车道上的前车,司机采取紧急刹车,刚好没有与前车相撞,司机的反应时间为0.6s,则后车正常行驶时的功率为54000W
质量m=3kg的物体放在光滑的水平面上,在水平力F=6N的作用下,由静止开始运动,则F在3s内对物体做功为______J;3s末F对物体做功的瞬时功率为______W.
正确答案
54
36
解析
解:根据牛顿第二定律可知 F=ma 则物体加速度 a==
m/s2=2m/s2
又已知V0=0,T=3s 则
3s内的位移为 X=at2=
×2×32m=9m
3s末的速度为 V=at=2×3m/s=6m/s
则:F在3s内对物体做功为 W=FL=6×9J=54J
3s末F对物体做功的瞬时功率为 P=FV=6×6W=36W
故答案为:54J,36W.
功率p=______:t=______v.
正确答案
W
F
解析
解:根据功率的定义可知,p=
又 W=Fl,代入得 p==Fv
故答案为:W,F.
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