- 功率
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(16分)汽车发动机的额定功率为60KW,汽车的质量为5t,汽车在水平路面上行驶驶时,阻力是车重
的0.1倍,g=10m/s2。
(1)汽车保持额定功率不变从静止起动后,①汽车所能达到的最大速度是多大?②当汽车的加速度为2m/s2时速度多大?③当汽车的速度为6m/s时的加速度?
(2)若汽车从静止开始,保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?
正确答案
(1)①12m/s
②4m/s
③1m/s2
(2)16s
解:汽车运动中所受的阻力大小为
(1)汽车保持恒定功率起动时,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大。
①当a=0时速度最大,所以,此时汽车的牵引力为F1=F’=5×103N
则汽车的最大速度为vm==
=12m/s
②当汽车的加速度为2m/s时的牵引力为F2,由牛顿第二定律得
F2-F’=ma
F2=F’-ma=5×103+5×103×2N=1.5×104N
汽车的速度为
③当汽车的速度为6m/s时的牵引力为
由牛顿第二定律得
汽车的加速度为
(2)当汽车以恒定加速度0.5 m/s2匀加速运动时,汽车的牵引力为F4,由牛顿第二定律得
汽车匀加速运动的时间为t
由可知,汽车匀加速过程中功率
,当
时,
汽车的质量为4×103 kg,额定功率为30 kW,运动中阻力大小恒为车重的0.1倍.汽车在水平路面上从静止开始以8×103 N的牵引力出发,求:(g取10 m/s2)
(1)经过多长时间汽车达到额定功率?
(2)汽车达到额定功率后保持功率不变,运动中最大速度是多大?
(3)汽车加速度为0.6 m/s2时速度是多大?
正确答案
(1)3.75 s (2)7.5 m/s(3)4.69 m/s
(1)汽车运动的加速度 a= m/s2="1" m/s2
能达到的最大速度vm= m/s="3.75" m/s
持续的时间为t= s="3.75" s.
(2)最大速度vm= m/s="7.5" m/s.
(3)汽车加速度为0.6 m/s2时的牵引力为
F′=ma′+Ff=4×103×0.6 N+0.1×4×103×10 N=6.4×103 N
此时汽车的功率为额定功率,所以此时汽车的速度
v′= m/s="4.69" m/s.
沪杭高铁在运营前的某次测试中,列车在水平直线轨道上匀速行驶的最大速度为416 km/h(约为116 m/s).假定列车的总质量为4.40×105 kg.列车以最大速度匀速行驶时所受的阻力为车重的0.03倍,则此时列车牵引力的总功率约为 (结果保留二位有效数字)
正确答案
1.5×107W
根据功率公式:。
(10分) 红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道的闪光,每道闪光称为一个光脉冲。现有一红宝石激光器,发射功率为P=1.0×106W,所发射的光脉冲持续时间△t=1.0×10—11s,波长为693.4nm(1nm=10—9m),求:
(1)每个光脉冲的长度;
(2)每个光脉冲含有的光子数。(h=6.63×10—34J·s)
正确答案
(10分)(5分)
(4分)
(1分)
略
质量10t的汽车,额定功率是60kw,在水平路面上行驶的最大速度为15m/s,设它所受运动阻力保持不变,则汽车受到的运动阻力是________;在额定功率下,当汽车速度为10m/s时的加速度_________。
正确答案
4000N 0.2m/s2
由P=fvm,f=P/vm=4000N ,当汽车速度为10m/s时的牵引力为F=P/v=6000N,F-f=ma,a=0.2m/s2
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