- 功率
- 共3985题
汽车发动机的功率为60 kW,汽车的质量为4t,当它行驶在坡度为0.02(sin=0.02)的长直公路上时,如图所示,所受摩擦阻力为车重的0.1倍.(g=10m/s2保留3位有效数字)
(1)求汽车所能达到的最大速度vm;
(2)若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?
(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做的功为多少?
正确答案
解:(1)当加速度为零时,速度最大,此时牵引力F=mgsinα+kmg=800+4000N=4800N,
最大速度.
(2)根据牛顿第二定律得,F′-kmg-mgsinα=ma,
代入数据解得F′=7.2×103N,
则匀加速运动的末速度v=,
匀加速运动的时间t=.
(3)匀加速行驶的位移x=m=57.82 m.
汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功W=F′x=7200×57.82J=4.16×105 J.
答:(1)汽车所能达到的最大速度为12.5m/s.
(2)此过程维持的时间为13.9s.
(3)汽车做功为4.16×105 J.
解析
解:(1)当加速度为零时,速度最大,此时牵引力F=mgsinα+kmg=800+4000N=4800N,
最大速度.
(2)根据牛顿第二定律得,F′-kmg-mgsinα=ma,
代入数据解得F′=7.2×103N,
则匀加速运动的末速度v=,
匀加速运动的时间t=.
(3)匀加速行驶的位移x=m=57.82 m.
汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功W=F′x=7200×57.82J=4.16×105 J.
答:(1)汽车所能达到的最大速度为12.5m/s.
(2)此过程维持的时间为13.9s.
(3)汽车做功为4.16×105 J.
汽车发动机的额定功率为Pm=60kW,汽车质量为m=5t,运动时与地面间的动摩擦因数μ=0.1.求:
(1)汽车所能达到的最大速度vm.
(2)若汽车以a=0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动.这一过程能维持多长时间?(g=10m/s2)
(3)当速度v1=4m/s时,汽车的加速度a1是多大?功率P1是多大?
(4)当速度v2=10m/s时,汽车的加速度a2是多大?功率P2是多大?
正确答案
解:(1)当汽车速度达到最大速度时,a=0,牵引力等于阻力,f=μmg=5000N
根据P=Fvm,解得最大速度.
(2)根据牛顿第二定律得,F-f=ma,则牵引力F=f+ma=5000+5000×0.5N=7500N,
则匀加速运动的末速度v=,
则匀加速运动的时间.
(3)当速度v1=4m/s时,汽车处于匀加速运动阶段,,
功率P1=Fv1=7500×4=30000W=30kW.
(4)当速度v2=10m/s时,汽车处于变加速运动阶段,牵引力,
则汽车的加速度.
功率P2=Pm=60KW.
答:(1)汽车所能达到的最大速度为12m/s.(2)这一过程能维持16s.(3)当速度v1=4m/s时,汽车的加速度为0.5m/s2,功率为30KW.
(4)当速度v2=10m/s时,汽车的加速度为0.2m/s2,功率为60KW.
解析
解:(1)当汽车速度达到最大速度时,a=0,牵引力等于阻力,f=μmg=5000N
根据P=Fvm,解得最大速度.
(2)根据牛顿第二定律得,F-f=ma,则牵引力F=f+ma=5000+5000×0.5N=7500N,
则匀加速运动的末速度v=,
则匀加速运动的时间.
(3)当速度v1=4m/s时,汽车处于匀加速运动阶段,,
功率P1=Fv1=7500×4=30000W=30kW.
(4)当速度v2=10m/s时,汽车处于变加速运动阶段,牵引力,
则汽车的加速度.
功率P2=Pm=60KW.
答:(1)汽车所能达到的最大速度为12m/s.(2)这一过程能维持16s.(3)当速度v1=4m/s时,汽车的加速度为0.5m/s2,功率为30KW.
(4)当速度v2=10m/s时,汽车的加速度为0.2m/s2,功率为60KW.
一台拖拉机的输出功率是40kW,其速度值是10m/s,则牵引力的值为______N,在10s内它所做的功为______J.
正确答案
4000
4×105
解析
解:(1)拖拉机的牵引力为:F=;
(2)拖拉机所做的功:
W=Pt=40000W×10s=4×105J;
故答案为:4000,4×105
如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点.在此过程中拉力的瞬时功率变化情况( )
正确答案
解析
解:因为小球是以恒定速率运动,即它是做匀速圆周运动,那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点.
设绳子与竖直方向夹角是θ,则 =tanθ (F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上)
得 F=Gtanθ
而水平拉力F的方向与速度V的方向夹角也是θ,所以水平力F的瞬时功率是
P=Fvcosθ
则P=Gvsinθ
显然,从A到B的过程中,θ是不断增大的,所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
如图所示,用F=6N的力将质量为0.5kg的物体由静止开始匀加速竖直向上拉升,取g=10m/s2,则2s末F做功的功率是( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第二定律可得,物体的加速度为:
a==2m/s2
所以,物体2s末的速度为:v=at=2×2m/s=4m/s
则,物体2s末的F做功的功率为:P=Fv=6×4W=24W
故选:B.
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