- 功率
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如图所示,质量为m=4kg的木块在倾角为30°的光滑斜面上由静止开始下滑,若斜面足够长,取g=10m/s2,求:
(1)前2s内重力做的功;
(2)2s末重力的瞬时功率.
正确答案
解:(1)由F合=ma得,木块的加速度:a=
前2s内的位移x=,
则前2s内重力做的功W=mgxsin30°=40×=200J.
(2)2s末的速度v=at=5×2=10m/s
则重力的瞬时功率P=mgvsinθ=40×=200W.
答:(1)前2s内重力做的功为200J;
(2)2s末重力的瞬时功率为200W.
解析
解:(1)由F合=ma得,木块的加速度:a=
前2s内的位移x=,
则前2s内重力做的功W=mgxsin30°=40×=200J.
(2)2s末的速度v=at=5×2=10m/s
则重力的瞬时功率P=mgvsinθ=40×=200W.
答:(1)前2s内重力做的功为200J;
(2)2s末重力的瞬时功率为200W.
一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表
质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,设阻力f恒为车和人总重的0.02倍,取g=10m/s2.求:
(1)此车电动机在额定电压下正常工作的效率.
(2)仅在电动机提供动力的情况下,此时人骑车行驶的最大速度.
(3)仅在电动机提供动力的情况下,当车速为v1=1.0m/s时,人骑车的最大加速度大小.
正确答案
解:(1)由表可知,电动机的额定电压为U0=40V、额定电流为I0=3.5A,
所以电动机正常工作时输入功率为:P入=U0I0=140W;
电动机的输出功率为P出=120W,所以电动机的效率为η==85.7%;
(2)行驶时所受阻力为f=k(M+m)g,式中k为阻力系数,m为车的质量,
当达到最大速度vm时,应有:P出=fvm,
所以最大速度:vm==6.0m/s;
(3)当车速为v1=1.0m/s时,牵引力F==120N,
由牛顿第二定律可知,此时车的加速度:a==1.0m/s2;
答:(1)此车电动机在额定电压下正常工作的效率为85.7%.
(2)仅在电动机提供动力的情况下,此时人骑车行驶的最大速度为6m/s.
(3)仅在电动机提供动力的情况下,当车速为v1=1.0m/s时,人骑车的最大加速度大小为1.0m/s2.
解析
解:(1)由表可知,电动机的额定电压为U0=40V、额定电流为I0=3.5A,
所以电动机正常工作时输入功率为:P入=U0I0=140W;
电动机的输出功率为P出=120W,所以电动机的效率为η==85.7%;
(2)行驶时所受阻力为f=k(M+m)g,式中k为阻力系数,m为车的质量,
当达到最大速度vm时,应有:P出=fvm,
所以最大速度:vm==6.0m/s;
(3)当车速为v1=1.0m/s时,牵引力F==120N,
由牛顿第二定律可知,此时车的加速度:a==1.0m/s2;
答:(1)此车电动机在额定电压下正常工作的效率为85.7%.
(2)仅在电动机提供动力的情况下,此时人骑车行驶的最大速度为6m/s.
(3)仅在电动机提供动力的情况下,当车速为v1=1.0m/s时,人骑车的最大加速度大小为1.0m/s2.
起重机在5s内将一个重2×104N的集装箱匀速提高2m,在这个过程中起重机的拉力做了多少J的功,它的功率为多少W( )
正确答案
解析
解:起重机是匀速提升集装箱,说明拉力等于集装箱的重力,
所以 F=mg=2×104N,
做的功为 W=FS=2×104×2J=4×104J.
功率为P==
W=0.8×104W.
故选C.
在距水平地面45m高处以水平向右的速度5m/s抛出一质量为1kg的石子(不计空气阻力).经时间s,此时石子的速度大小为______m/s;重力对石子做功的瞬时功率P为______W(g取10m/s2).
正确答案
15
100
解析
解:经时间s,石子竖直方向速度为:
此时石子的速度v==
m/s=15m/s
重力对石子做功的瞬时功率P=mgvy=1×10×W=100
W
故答案为:15;100
随着科技的进步,火车曾多次提速.为了适应提速的要求,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、火车匀速直线运动过程牵引力与摩擦力平衡,根据平衡条件,有
P=Fv
F-f=0
联立得到
故v=
当功率变大时,火车最大速度变大,即匀速的速度变大,故A错误,B正确;
C、D、火车转弯过程做圆周运动,支持力和重力的合力恰好提供向心力,如图
根据牛顿第二定律,有
F=mgtanθ=m
解得
v=
故tanθ变大,即铁路转弯处的路基坡度应增大,故CD错误;
故选B.
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