- 机械能守恒定律
- 共29368题
（1）根据图线ABC判断汽车做什么运动？
（2）v2的大小；
（3）整个运动过程中的最大加速度；
（4）当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大？
正确答案
解：（1）图线AB牵引力F不变，阻力f不变，汽车作匀加速直线运动，
图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车作加速度减小的加速运动，直至达最大速度v2，此后汽车作匀速直线运动．
（2）汽车速度为v2，牵引力为F1=1×103N
v2=
（3）汽车做匀加速直线运动时的加速度最大
阻力f=
a=
（4）与B点对应的速度为v1=
当汽车的速度为10m/s时处于图线BC段，故此时的功率为最大P=2×104W；
答：（1）汽车作加速度减小的加速运动，直至达最大速度v2，此后汽车作匀速直线运动．
（2）v2的大小是20m/s；
（3）整个运动中的最大加速度是2 m/s2．；
（4）当汽车的速度为10m/s时发动机的功率是2×104W．
解析
解：（1）图线AB牵引力F不变，阻力f不变，汽车作匀加速直线运动，
图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车作加速度减小的加速运动，直至达最大速度v2，此后汽车作匀速直线运动．
（2）汽车速度为v2，牵引力为F1=1×103N
v2=
（3）汽车做匀加速直线运动时的加速度最大
阻力f=
a=
（4）与B点对应的速度为v1=
当汽车的速度为10m/s时处于图线BC段，故此时的功率为最大P=2×104W；
答：（1）汽车作加速度减小的加速运动，直至达最大速度v2，此后汽车作匀速直线运动．
（2）v2的大小是20m/s；
（3）整个运动中的最大加速度是2 m/s2．；
（4）当汽车的速度为10m/s时发动机的功率是2×104W．
A这段时间内小车先加速运动，然后匀速运动
B这段时间内阻力所做的功为Pt
C这段时间内合力做的功为
D这段时间内电动机所做的功为Fs+
正确答案
解析
解：A、小车电动机的功率恒定，速度不断变大，根据功率与速度关系公式P=Fv可知，牵引力不断减小，根据牛顿第二定律，有
故小车的运动是加速度不断减小的加速运动，题目说明最后达到最大速度，故没有匀速的过程，故A错误；
B、对小车启动过程，根据动能定理，有
Pt-Fs=
阻力做功为Fs=Pt-
C、合力做的功为
D、这段时间内电动机所做的功为Pt=Fs+
故选CD．
质量为5.0×105Kg的机车，以恒定的功率从静止出发，经5min行驶2.25km，速度达到最大值54km/h，求机车的功率是多少？
正确答案
解：设机车的功率为P，最大速度为：v=54km/h=15m/s，
P=fv
根据动能定理得：
代入数据解得：P=3.75×105W，
f=2.5×104N
答：机车的功率为3.75×105W．
解析
解：设机车的功率为P，最大速度为：v=54km/h=15m/s，
P=fv
根据动能定理得：
代入数据解得：P=3.75×105W，
f=2.5×104N
答：机车的功率为3.75×105W．
一列火车质量是1000t，由静止开始以额定P=20000kw功率沿平直轨道向某一方向运动，设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍，g取10m/s2，求：
（1）火车行驶的最大速度；
（2）当火车的速度为10m/s时火车的加速度．
正确答案
解：（1）当牵引力等于阻力时，火车速度达到最大值，
所以可得：P额=Fvm=fvm=kmgvm
联列以上两式代入数据解得火车行驶的最大速度为：vm=
（2）由牛顿第二定律：F=
解得当火车的速度为10m/s时火车的加速度a=
答：（1）火车行驶的最大速度为40m/s；
（2）当火车的速度为10m/s时火车的加速度为0.5 m/s2
解析
解：（1）当牵引力等于阻力时，火车速度达到最大值，
所以可得：P额=Fvm=fvm=kmgvm
联列以上两式代入数据解得火车行驶的最大速度为：vm=
（2）由牛顿第二定律：F=
解得当火车的速度为10m/s时火车的加速度a=
答：（1）火车行驶的最大速度为40m/s；
（2）当火车的速度为10m/s时火车的加速度为0.5 m/s2
汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍．（g取10m/s2）
（1）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达到5m/s时，其加速度是多少？
（2）若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？
正确答案
解：（1）汽车以额定功率启动，当a=0时，v达到最大值vmax．
则
当速度为5m/s时，牵引力F=
则加速度a=
（2）由P=Fv，F-f=ma′得，P=（f+ma）v
则v=
匀加速直线运动的时间
答：（1）汽车能达到的最大速度为12m/s，当汽车速度达到5m/s时，其加速度是1.4m/s2．
（2）若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持16s．
解析
解：（1）汽车以额定功率启动，当a=0时，v达到最大值vmax．
则
当速度为5m/s时，牵引力F=
则加速度a=
（2）由P=Fv，F-f=ma′得，P=（f+ma）v
则v=
匀加速直线运动的时间
答：（1）汽车能达到的最大速度为12m/s，当汽车速度达到5m/s时，其加速度是1.4m/s2．
（2）若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持16s．
质量为m的物体，在水平力F的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，则有（ ）
正确答案
解析
解：A、物体做匀加速运动，根据牛顿第二定律得：a=
C、设某时刻的速度为v，则瞬时功率P=Fv，平均功率
故选：BC
物体放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向运动，在0～6s内其速度与时间关系的图象和拉力的功率与时间关系的图象如下图所示，由图象可以求得物体的质量为（取g=10m/s2）（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：匀速运动时拉力等于摩擦力，F2=f=
故选B．
某人用F=80N的水平力推小车，在t=10s内沿水平地面前进了s=20m，这个过程小车的重力______（填“有”或“没有”）做功，推力做功______J，推力的平均功率______W．
正确答案
没有
1600
160
解析
解：重力竖直向下，位移水平方向，故重力没做功；
推力做的功为：
W=FS=80N×020m=1600J；
推力对箱子做功的平均功率：
故答案为：没有，1600，160
一辆质量为5×103kg的汽车，额定功率为60kW，现让汽车保持60kW的功率的水平路面上从静止开始运动，运动中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍，求：
（1）启动后0.5s内牵引力做的功；
（2）汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度；
（3）汽车的加速度为10m/s时汽车的加速度；
（4）汽车行驶能达到的最大速度（g=10m/s2）
正确答案
解：（1）由于汽车以恒定功率行驶，所以牵引力功为W=Pt=60kW×0.5s=30000J．
（2）根据牛顿第二定律得：F-f=ma ①
汽车功率恒定，由P=Fv得：
联立①②带入数据得v=6m/s．
（3）汽车恒定功率形式，由由P=Fv得：
由牛顿第二定律得：F-f=ma ④
f=0.1mg ⑤
联立③④⑤得a=0.2 m/s2
（4）当汽车速度最大时，牵引力等于阻力，F=f
此时：
答：（1）启动后0.5s内牵引力做的功为30000J；
（2）汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度为6m/s；
（3）汽车的加速度为10m/s时汽车的加速度为0.2 m/s2；
（4）汽车行驶能达到的最大速度为12m/s．
解析
解：（1）由于汽车以恒定功率行驶，所以牵引力功为W=Pt=60kW×0.5s=30000J．
（2）根据牛顿第二定律得：F-f=ma ①
汽车功率恒定，由P=Fv得：
联立①②带入数据得v=6m/s．
（3）汽车恒定功率形式，由由P=Fv得：
由牛顿第二定律得：F-f=ma ④
f=0.1mg ⑤
联立③④⑤得a=0.2 m/s2
（4）当汽车速度最大时，牵引力等于阻力，F=f
此时：
答：（1）启动后0.5s内牵引力做的功为30000J；
（2）汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度为6m/s；
（3）汽车的加速度为10m/s时汽车的加速度为0.2 m/s2；
（4）汽车行驶能达到的最大速度为12m/s．
正确答案
解析
解：匀速运动时拉力等于摩擦力，为：F2=f=
匀加速运动拉力为恒力，v随时间均匀增大，所以P随t均匀增大．F1=
可得m=2.5kg．故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
一汽车质量为5t，其发动机的额定功率为60kw，在水平公路上行驶时阻力恒为5×103N，
（1）求汽车能达到最大速度；
（2）若汽车先以0.5m/s2的加速度由静止开始匀加速，求维持这一加速度的最长时间．
正确答案
解：（1）当a=0时，速度最大．此时F=f．则有：
（2）牵引力为：F=f+ma=5000+5000×0.5=7500N
匀加速运动的末速度为：
v=
时间为：
答：（1）汽车能达到最大速度12m/s；
（2）若汽车先以0.5m/s2的加速度由静止开始匀加速，维持这一加速度的最长时间为16s
解析
解：（1）当a=0时，速度最大．此时F=f．则有：
（2）牵引力为：F=f+ma=5000+5000×0.5=7500N
匀加速运动的末速度为：
v=
时间为：
答：（1）汽车能达到最大速度12m/s；
（2）若汽车先以0.5m/s2的加速度由静止开始匀加速，维持这一加速度的最长时间为16s
2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功．图（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止．某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度一时间图线如图（b）所示．假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000m．已知航母始终静止，重力加速度的大小为g．则（ ）
A在0.4s～2.5s时问内，阻拦索的张力几乎不随时间变化
B从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的
C在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小不会超过2.5g
D在0.4s～2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率逐渐减小
正确答案
解析
解：A、在0.4s～2.5s时间内，速度与时间的图象的斜率不变，则加速度也不变，所以合力也不变，因此阻拦索的张力的合力几乎不随时间变化，但阻拦索的张力是变化的，故A错误；
B、由图象可知，从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离即为图象与时间所构成的面积，即约为
C、在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小为
D、在0.4s～2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率P=FV，虽然F不变，但V是渐渐变小，功率逐渐减小，故D正确；
故选：BD
质量为m的汽车以的恒定功率p沿倾角为θ的倾斜路面向上行驶，最终以速度v匀速运动．若保持汽车的功率p不变，使汽车沿这个倾斜路面向下运动，最终匀速行驶（汽车上坡和下坡时的阻力不变），由此可知（ ）
正确答案
解析
解：A、当汽车匀速运动时，受力平衡，由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力F=f+mgsinθ，由功率P=Fv，所以上坡时的速度v=
当汽车向下匀速运动时，受力平衡，对汽车受力分析可知，F′+mgsingθ=f，所以此时的牵引力F′=f-mgsingθ，由功率P=F′v′知，v′=
B、由A的分析可知，B错误．
C、当汽车沿这个倾斜路面向下运动时，汽车的牵引力F′=f-mgsingθ，所以f＞mgsingθ，所以C正确．
D、由C的分析可知，D错误．
故选AC．
一辆汽车在水平路面上从静止开始做加速直线运动，运动中保持牵引功率不变，行驶10s后，其速度达到10m/s．则汽车在这段时间行驶的距离______（填“大于、等于、小于”） 50m．
正确答案
大于
解析
解：汽车牵引功率不变，则运动图象如图中曲线所示；
若汽车做匀加速直线运动，则运动图象如图中倾斜的直线所示；当汽车做匀加速直线运动时，其位移为：
则由图可知，汽车保持功率不变运行时的位移一定大于50m；
故答案为：大于．
高20m的瀑布，1min内流下的水冲击水轮机后，其水流的能量有20%转变为电能，若发电的功率为200kW，则水流的功率为______1min内流下的水量是______．
正确答案
1000kw
300m3
解析
解：根据题意得：
20%P水=P电
解得：
根据机械能守恒定律得：
mgh=P水t
解得：m=300kg
所以V=
故答案为：1000kw 300m3
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