- 机械能守恒定律
- 共29368题
我国自主研发的C919大型客机争取今年试飞,国人的大飞机梦有望今年圆上.若进展顺利,首飞后最快有望2017年完成取证和交付.设计的飞机质量m=7.5×104kg,起飞速度是80m/s.
(1)若飞机起飞过程中发动机保持额定功率P=8000kW不变,起飞前瞬间加速度a1=0.4m/s2,求飞机在起飞前瞬间受到的阻力大小?
(2)若飞机在起飞加速滑行过程中牵引力恒为F=9.0×104N,受到的平均阻力为f=1.5×104N.如果飞机在达到起飞速度的瞬间因故而停止起飞,则需立即关闭发动机且以大小为4m/s2的恒定加速度减速停下,以确保飞机不滑出跑道.大庆萨尔图机场飞行区等级为4C等级,机场跑道长2600米,是否可以安全起降国产大飞机?
正确答案
解:(1)设机在起飞前瞬间牵引力大小为F1,受到的阻力大小f1,起飞速度vm=80m/s,则有:
P=F1vm
F1-f1=ma1
代入数据解得:f1=7×104N
(2)设飞机起飞过程加速度为a2,达到起飞速度应滑行距离为x1,因故减速滑行距离为x2,跑道的长度至少为x,则有:
F-f=ma2
又对于匀加速运动,有 =2a2x1;
匀减速运动,有 =2a3x2;
飞机的总位移 x=x1+x2;
解得 x=4000m,大于2600米
故大庆萨尔图机场不能安全起降国产大飞机
答:(1)飞机在起飞前瞬间受到的阻力大小为7×104N.
(2)大庆萨尔图机场不能安全起降国产大飞机.
解析
解:(1)设机在起飞前瞬间牵引力大小为F1,受到的阻力大小f1,起飞速度vm=80m/s,则有:
P=F1vm
F1-f1=ma1
代入数据解得:f1=7×104N
(2)设飞机起飞过程加速度为a2,达到起飞速度应滑行距离为x1,因故减速滑行距离为x2,跑道的长度至少为x,则有:
F-f=ma2
又对于匀加速运动,有 =2a2x1;
匀减速运动,有 =2a3x2;
飞机的总位移 x=x1+x2;
解得 x=4000m,大于2600米
故大庆萨尔图机场不能安全起降国产大飞机
答:(1)飞机在起飞前瞬间受到的阻力大小为7×104N.
(2)大庆萨尔图机场不能安全起降国产大飞机.
将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v-t图象如图所示.以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、前3s内的平均速度=
m/s=3m/s,后2s内的平均速度
=
m/s=3m/s,两段时间内的平均速度相同,两段的加速度不同知拉力不同,根据P=Fv知功率不同,故A错误;
B、速度一直向上,故位移一直向上,根据Ep=mgh知重力势能增大,故B正确;
C、前3 s内货物加速上升,处于超重状态,故C正确;
D、第3s末至第5s末的过程中,速度不变,拉力等于重力,根据P=Fv知功率相等,故D正确;
故选:BCD
关于功率,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、机械做功的多少与功率和时间有关,不知道做功时间,无法确定做功的多少,故A错误;
B、功率是表示做功快慢的物理量,功率越大的机械做功越快,故B正确;
C、由公式P=可知,力对物体做功越多功率不一定大,还要看时间,故C错误;
D、由公式P=可知,在相同时间内,力对物体做功越多功率越大,故D错误.
故选:B.
A如图所示为作用在质量m=2kg物体上的合外力F与物体位移s的对应关系.s=0时物体处于静止状态,则在物体从静止开始运动9m的过程中,合外力F做的功W=______J;s=9m时F的功率P=______W.
正确答案
36
24
解析
解:合外力做功的功W=Fs=4×9J=36J
根据动能定理得:
解得:v=6m/s
所以s=9m时F的功率P=Fv=4×6=24W
故答案为:36;24
一沿平直轨道高速运行的火车受到的阻力与速度的平方成正比,火车以速度v匀速运行时,发动机的功率为P,当火车速度加倍时(仍然匀速运动),则发动机的功率应变化为原来的( )
正确答案
解析
解:设火车以速度v运行时所受阻力f=kv2
在匀速运行时火车受到的阻力的大小和火车的牵引力的大小相等,
所以火车以速度v运行时的功率:P=Fv=kv2•v=kv3
当火车以2v运行飞行时,功率:P′=F′v′=k(2v)3=8P;
故选:D.
一个物体从静止开始自由下落,在第1s和第3s末,重力对物体做功的瞬时功率之比为( )
正确答案
解析
解:由v=gt可得,1s末的速度v1=10m/s;3s末的速度v2=10×3=30m/s;
由功率公式P=mgv可得:
=
=
=
;
故选:A.
(2015春•包头校级期末)如图所示,有一倾角为37°的斜面固定在电梯底板上,一质量为2kg的物体静止在斜面上,现让电梯从静止开始向上加速运行,加速度大小为2m/s2.且物体始终相对斜面静止.则在电梯从静止开始上升过程中(g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:A、t=2s时,物体的速度v=at=2×2m/s=4m/s,则重力功率P=mgvcos180°=-20×4W=-80W,故A错误.
B、根据动能定理知,合力做功,则合力做功的功率
,故B错误.
C、根据动能定理知,,h=
,解得斜面对物体做功W=96J,故C正确.
D、因为斜面对物体做功等于支持力和摩擦力做功的代数和,由于摩擦力做功不为零,可知支持力做功不等于96J,故D错误.
故选:C.
质量为m的汽车,发动机的额定功率是P,欲开上一倾角为θ的斜面,受到的摩擦阻力为车重的K倍,那么汽车上坡的最大速度为( )
正确答案
解析
解:当它匀速沿倾角为θ的坡面向山顶行驶时,有:
F=mgsinθ+kmg
该车行驶的最大速度vm==
故选:C
(2015•定州市校级模拟)如图所示,光滑半圆球固定在水平地面上,一个小球在水平拉力F作用下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是( )
正确答案
解析
解:小球以恒定速率从A点运动到B点,即小球在竖直面内做匀速圆周运动,合力的方向指向圆心,
则有:Fsinθ=mgcosθ,
解得:F=,
拉力的瞬时功率为:P=Fvsinθ=mgvcosθ,
从A到B,θ增大,则拉力的瞬时功率逐渐减小,故A正确,BCD错误.
故选:A.
质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动,t=0时刻受到一个水平向左的恒力F,如图甲所示,此后物体的v-t图象如图乙所示,取水平向右为正方向,g=10m/s2,则( )
正确答案
解析
解:A、设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1,则由v-t图得:
加速度大小a1=2 m/s2方向与初速度方向相反 ①
设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2,则由v-t图得:
加速度大小a2=1m/s2 方向与初速度方向相反 ②
根据牛顿第二定律,有
F+μmg=ma1 ③
F-μmg=ma2 ④
解①②③④得:
F=3N
μ=0.05,故A错误.
B、10s末恒力F的瞬时功率P=Fv=3×6W=18W.故B错误.
C、根据v-t图与横轴所围的面积表示位移得:x=m=-2m,负号表示物体在起点以左.故C错误.
D、10s内克服摩擦力做功J=34J.故D正确.
故选:D.
一辆汽车在平直的公路上运动,运动过程中先保持某一恒定加速度,后保持恒定的牵引功率,其牵引力和速度的图象如图所示.若已知汽车的质量m,牵引力F1 和速度v1及该车所能达到的最大速度v3.则根据图象所给的信息,能求出的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、根据牵引力和速度的图象和功率P=Fv得汽车运动中的最大功率为F1v1,故A正确.
B、汽车运动过程中先保持某一恒定加速度,后保持恒定的牵引功率,所以速度为v2时的功率是F1 v1,
根据功率P=Fv得
速度为v2时的牵引力是,
对汽车受力分析,受重力、支持力、牵引力和阻力,
该车所能达到的最大速度时加速度为零,所以此时阻力等于牵引力,所以阻力f=
根据牛顿第二定律,有速度为v2时加速度大小为a=-
,故B错误,C正确.
D、根据牛顿第二定律,有恒定加速时,加速度a′=-
,故D错误.
故选AC.
汽车在水平直线公路上行驶,额定功率为P0=80kW,汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N,汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度______m/s.
正确答案
解:当牵引力等于阻力时,速度达到最大
由P=Fv=fv得
v=
故答案为:32
解析
解:当牵引力等于阻力时,速度达到最大
由P=Fv=fv得
v=
故答案为:32
质量为m的物体从倾角为α且固定的光滑斜面顶端由静止开始下滑,斜面高为h,当物体滑至斜面底端时,重力做功的瞬时功率为( )
正确答案
解析
解:物体下滑过程中机械能守恒,所以有:mgh=mv2 ①
物体滑到底端重力功率为:P=mgvcos(90°-α) ②
联立①②解得:P=mgsinα;
故选:D.
有一艘质量为1.0×107kg的轮船,发动机的额定功率是1.8×108W,假设所受的阻力为1.2×107N,且始终保持不变.当发动机的输出功率等于它的额定功率、航行速度为9m/s时,轮船发动机的牵引力是______N,加速度的大小是______ m/s2,这艘轮船长时间能保持的最大航行速度是______ m/s.
正确答案
2×107
0.8
15
解析
解:由P=Fv可知
由牛顿第二定律可得F-f=ma
a=
当牵引力等于阻力时,速度达到最大,故
故答案为:2×107,0.8,15
某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N.发动机在额定功率下,汽车匀速行驶时的速度大小为______m/s.在同样的阻力下,如果汽车匀速行驶时的速度为15m/s,则发动机输出的实际功率是______KW.
正确答案
33.3
27
解析
解:当汽车达到最大速度时,牵引力和阻力大小相等,由P=FV=fV可得,
v==33.3m/s,
当速度变为15m/s时,发动机输出的实际功率P=FV=fV=1800×15=27000W=27kW.
故答案为:33.3;27
故答案为:33.3; 27
扫码查看完整答案与解析