- 功率
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从地面上方同一点向东与向西分别平抛出两个等质量的小物体,抛出速度大小分别为v和2v,不计空气阻力,则两个小物体
①从抛出到落地动量的增量相同 ②从抛出到落地重力做的功相同
③从抛出到落地重力的平均功率相同 ④落地时重力做功的瞬时功率相同
以上说法正确的是( )
正确答案
解析
解:①两个物体从同一点做平抛运动,运动时间相同,重力的冲量相同,根据动量定理可知,动量的增量相同.故①正确.
②由于下落的高度相同,重力相同,则重力做功相同.故②正确.
③由公式P=,重力做功W相同,时间t相同,则从抛出到落地重力的平均功率相同.故③正确.
④竖直方向两个物体做自由落体运动,高度相同,落地时竖直方向的分速度vy相同,落地时重力做功的瞬时功率相同.故④正确.
故选D.
汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g取10m/s2,试问
(1)汽车在路面上行驶所能达到的最大速度?
(2)若汽车从静止开始,保持以5.0m/s2的加速度做匀加速直线运动,则这一过程能持续多久?
正确答案
解:(1)当a=0时,速度最大.此时F=f.
则.
故汽车在路面上行驶的最大速度为12m/s.
(2)牵引力F=f+ma=5000+5000×5=30000N
匀加速运动的末速度v=.
t==0.4s.
故匀加速运动的时间为0.4s.
解析
解:(1)当a=0时,速度最大.此时F=f.
则.
故汽车在路面上行驶的最大速度为12m/s.
(2)牵引力F=f+ma=5000+5000×5=30000N
匀加速运动的末速度v=.
t==0.4s.
故匀加速运动的时间为0.4s.
在水平道路上,一质量为m的拖车要将另一同质量的故障车拖移.用一根不可伸长的轻绳将两车连接,如图.行驶时两车所受阻力均为车重的k倍.当拖车拖动故障车一起匀速运动时,拖车输出功率为P,重力加速度为g.
(1)求拖车拖动故障车一起匀速运动时的速度大小v0;
(2)在拖车拉着故障车(绳子处于拉直状态,长度为L)匀速行驶过程中,突然发现前方有一障碍物,需考虑如何刹车,以保证拖车既不与障碍物碰撞,又不被后面故障车撞上.若刚开始刹车时,拖车与障碍物的距离为x,刹车后拖车不再受牵引力,其受到的阻力变为重力的n倍(n>k,可由司机刹车力度控制).
①如果绳长L大于某一值L0,即使刹车后拖车立即停下,故障车也不会撞上拖车.求L0
②如果x大于某一值x0,无论绳长为多少,司机都不需要踩刹车,只要关闭动力,靠原来的阻力也可使拖车在碰到障碍物之前停下,后面的故障车亦不会撞上拖车.求x0
③在L<L0,x<x0的前提下,刹车时n在什么范围内,才能保证拖车既不与障碍物碰撞,又不被后面的故障车撞上;并根据结果讨论是否有可能出现“无论n取多大值,都无法避免碰撞”的情况,如果此种情况存在,请写出此种情况下x和L满足的关系,如果此种情况不存在,请写出理由.
正确答案
解:(1)选汽车和拖车为系统,所受阻力大小为f,拖车的牵引力为F,
f=k(m+m)g
P=Fv0,
此系统匀速运动,有F=f,
解得,
(2)①若L太大,导致,有故障车行驶距离必然小于L,即使拖车刹车后立即停下,也不会被故障车撞上,即
;
②当,司机不用刹车,只需关闭动力,靠原来的阻力也可使拖车在碰到障碍物之前停下,后面的故障车也不会撞上拖车,故
;
③设从制动开始到完全停下拖车、故障车的运动的路程分别为x1、x2,拖车制动后,拖车和故障车加速度大小分别为a1、a2,
对拖车:,
,
对故障车:,
.
要使制动后故障车不与拖车相撞,有x2≤x1+L,
得=nmax.
要使拖车不与障碍物相撞,必须x1≤x,得;
综上有,n的取值范围为.
根据结果若,即
时,无论n取何值,都无法避免碰撞.
答:(1)拖车拖动故障车一起匀速运动时的速度大小.
(2)①如果绳长L大于某一值L0,即使刹车后拖车立即停下,故障车也不会撞上拖车,;
②x0的大小为;
③n的取值范围为.
时,无论n取何值,都无法避免碰撞.
解析
解:(1)选汽车和拖车为系统,所受阻力大小为f,拖车的牵引力为F,
f=k(m+m)g
P=Fv0,
此系统匀速运动,有F=f,
解得,
(2)①若L太大,导致,有故障车行驶距离必然小于L,即使拖车刹车后立即停下,也不会被故障车撞上,即
;
②当,司机不用刹车,只需关闭动力,靠原来的阻力也可使拖车在碰到障碍物之前停下,后面的故障车也不会撞上拖车,故
;
③设从制动开始到完全停下拖车、故障车的运动的路程分别为x1、x2,拖车制动后,拖车和故障车加速度大小分别为a1、a2,
对拖车:,
,
对故障车:,
.
要使制动后故障车不与拖车相撞,有x2≤x1+L,
得=nmax.
要使拖车不与障碍物相撞,必须x1≤x,得;
综上有,n的取值范围为.
根据结果若,即
时,无论n取何值,都无法避免碰撞.
答:(1)拖车拖动故障车一起匀速运动时的速度大小.
(2)①如果绳长L大于某一值L0,即使刹车后拖车立即停下,故障车也不会撞上拖车,;
②x0的大小为;
③n的取值范围为.
时,无论n取何值,都无法避免碰撞.
一辆汽车在平直高速公路上行驶,已知该车发动机的额定功率为100kW,若汽车以额定功率启动,在运动中所受的阻力为1 000N,经过10s后达到最大速度.该车行驶的最大速度为______m/s,此时汽车的牵引力大小为______N,那么整个过程中牵引力所做的功为______J.
正确答案
100
1000
1×106
解析
解:当汽车的牵引力与阻力相等时,汽车速度最大,此时F=f=1000N,
汽车的最大速度v==
=100m/s;
在整个过程中,牵引力的功W=Pt=1×105×10=1×106J;
故答案为:100;1000;1×106.
(2015春•重庆校级期末)某同学进行体能训练,用100s从一楼跑上教学楼七楼,试估测他登楼时的平均功率最接近的数值是( )
正确答案
解析
解:学生上楼时所做的功为:
W=mgh=50×10×20(J)=10000J;
则他做功的功率为:P=
故选:B.
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