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题型:简答题
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简答题

有一重10N的物体,放在升降机上,从离地面2米开始随升降机一起向上做速度为1米/秒的匀速运动,在它升到4米的过程中,求:(g取10米/秒2) 

(1)升降机对物体所做的功,重力对物体做的功.

(2)若升降机的自重为90N,则动力机械对升降机输入的功率是多少?

(3)若动力机械的最大输出功率为300瓦,则此升降机在正常工作下能够运行的最大上升速度是多少?

正确答案

解:(1)物体做匀速运动可知,物体受到的重力和支持力相等,即mg=FN,上升到4米时,上升的位移为X=4-2m=2m,

  则 升降机对物体做的功为:W1=FNL=10×2J=20J,

     重力对物体做的功为:W2=-mgL=-10×2J=-20J;

   (2)升降机和物体总重为100N,则动力机械对升降机的拉力为F=100N,

     根据P=FV可知,P输入=FV=100×1W=100W;

   (3)当动力机械的拉力F等于升降机的总重力G=100N时,升降机的上升速度最大,即P输出=FVm=GVm

    Vm==m/s=3m/s.

答:(1)升降机对物体所做的功为20J,重力对物体做的功为-20J;

   (2)若升降机的自重为90N,则动力机械对升降机输入的功率是100W;

   (3)若动力机械的最大输出功率为300瓦,则此升降机在正常工作下能够运行的最大上升速度是3m/s.

解析

解:(1)物体做匀速运动可知,物体受到的重力和支持力相等,即mg=FN,上升到4米时,上升的位移为X=4-2m=2m,

  则 升降机对物体做的功为:W1=FNL=10×2J=20J,

     重力对物体做的功为:W2=-mgL=-10×2J=-20J;

   (2)升降机和物体总重为100N,则动力机械对升降机的拉力为F=100N,

     根据P=FV可知,P输入=FV=100×1W=100W;

   (3)当动力机械的拉力F等于升降机的总重力G=100N时,升降机的上升速度最大,即P输出=FVm=GVm

    Vm==m/s=3m/s.

答:(1)升降机对物体所做的功为20J,重力对物体做的功为-20J;

   (2)若升降机的自重为90N,则动力机械对升降机输入的功率是100W;

   (3)若动力机械的最大输出功率为300瓦,则此升降机在正常工作下能够运行的最大上升速度是3m/s.

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题型:填空题
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填空题

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阻力是1800N,则发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度是______km/h,如果汽车行驶速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是______kW.

正确答案

120

27

解析

解:根据P=Fv,F=f得,汽车在额定功率下匀速行驶的速度:v=

当汽车速度为:v′=54km/h=15m/s.

则发动机的实际功率:P=Fv′=fv′=1800×15W=27000W=27kW.

故答案为:120,27

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题型: 多选题
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多选题

如图,两个质量相同的物体A和B,在同一高度处由静止开始运动,A物体自由落下,B物体沿光滑斜面下滑,则它们到达地面时(空气阻力不计)(  )

A动能相同

BB物体的动能较小

C重力做功的功率相等

D重力做功的功率A物体比B物体大

正确答案

A,D

解析

解:A、A、根据动能定理得,高度相同,所以末动能相等.故A正确,B错误;

C、物体自由下落的时间要小于沿斜面下滑的时间,故根据P=可知重力做功的功率A物体比B物体大,故C错误,D正确;

故选:AD

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题型: 多选题
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多选题

质量为m的磁悬浮列车以一定的功率P从静止开始直线加速,已知其在运动过程中所受阻力正比于其速率,下图描绘了磁悬浮列车动能随位移变化的图象,图中Ekm为已知量,则下列说法正确的是(  )

A加速过程列车所受阻力不断增加,所以牵引力不断增大

B由于图线切线斜率不断减小,可以判断车所受合外力不断减小

C由题设条件可以计算车达到最大动能Ekm经历时间为t=

D由题设条件可以计算车动能Ek(Ek<Ekm)时车的加速度

正确答案

B,D

解析

解:A、在加速过程中,由于f=kv,可知阻力不断增加,因为速度增大,根据P=Fv知,牵引力逐渐减小,故A错误.

B、动能与位移x图线的斜率表示合力的大小,图线的斜率不断减小,则列车所受的合外力不断减小,故B正确.

C、根据动能定理知,Pt-Wf=Ekm,所以t,故C错误.

D、根据最大动能和质量可以求出列车的最大速度,根据f=,可以求出比例常数,当动能为Ek,则可以求出此时的速度和阻力,根据P=Fv求出牵引力的大小,结合牛顿第二定律求出加速度,故D正确.

故选:BD.

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题型: 单选题
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单选题

如果卡车发动机的额定功率为27kW,它受到的阻力恒为3×103N,则这辆卡车的速度最大能达到(  )

A27km/h

B12m/s

C9m/s

D9km/h

正确答案

C

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

故选:C

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题型:简答题
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简答题

一物体在光滑水平面上受到水平方向的恒定拉力F=10N的作用,从静止开始经历了3s,速度达到8m/s,求:

(1)这一过程中拉力所做的功;

(2)第3s末拉力的瞬时功率.

正确答案

解:

(1)物体在光滑水平面上受到水平方向恒定拉力作用,做匀加速直线运动,

则3s内物体的位移

拉力所做的功W=FS=10×12J=120J

(2)拉力与物体的速度方向相同,则第3s末拉力的瞬时功率Pt=Fvt=10×8W=80W

答:(1)这一过程中,拉力所做的功是120J;

    (2)第3s末拉力的瞬时功率是80W;

解析

解:

(1)物体在光滑水平面上受到水平方向恒定拉力作用,做匀加速直线运动,

则3s内物体的位移

拉力所做的功W=FS=10×12J=120J

(2)拉力与物体的速度方向相同,则第3s末拉力的瞬时功率Pt=Fvt=10×8W=80W

答:(1)这一过程中,拉力所做的功是120J;

    (2)第3s末拉力的瞬时功率是80W;

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题型: 单选题
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单选题

质量分别为m1和m2的两个物体A、B,并排静止在水平地面上,如图甲所示,用同向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上,作用一段时间后撤去,物体A、B各自滑行一段距离后停止.物体A、B运动的v-t图象分别如图乙中图线a、b所示,相关数据已在图中标出,已知m1>m2,下列判断中正确的有(  )

A物体A、B与地面的动摩擦因数均为0.25

B力F1一定小于力F2

C力F1对物体A所做的功一定大于力F2对物体B所做的功

D力F1的最大瞬时功率大于力F2的最大瞬时功率

正确答案

D

解析

解:A、由图线可知,在车撤去外力后,两图线平行,说明加速度相同,而只受摩擦力,a=μg=2m/s2所以,μ相同,故A错误.

B、由牛顿第二定律,F-μmg=ma,得,由图线可以看出,a1>a2,即,由于m1>m2,所以,F1>F2,故B错误.

C、从图线中可以看出,a的面积小于b的面积,即a的位移x1小于b的位移x2,而μm1g>μm2g,所以,μm1g x1与μm2g x2大小不能确定;根据动能定理,F-μmgx=0,所以,力F1对物体A所做的功F1x1不一定小于力F2对物体B所做的功F2x2,故C错误

D、功率P=Fv,而F1>F2且v1>v2,力F1的最大瞬时功率大于力F2的最大瞬时功率,故D正确

故选:D

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题型:简答题
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简答题

某轿车发动机的最大功率为60kW,汽车满载质量为1200kg,最高车速是50m/s汽车在平直路面上行驶.(g取10m/s2)问:

(1)汽车所受阻力与车重的比值是多少?

(2)若汽车从静止开始,以1.0m/s2的加速度做匀加速运动,则这一过程能维持多长时间?

正确答案

解:(1)当汽车的牵引力等于阻力时,匀速运动,汽车在路面上行驶的速度最大

由P=Fv=fv得

f=

受阻力与车重的比值是

(2)由牛顿第二定律可知F-f=ma

F=ma+f=1200×1+1200N=2400N

匀加速达到最大速度为P=Fv

v=

匀加速运动时间为v=at

t=

答:(1)汽车所受阻力与车重的比值是;(2)若汽车从静止开始,以1.0m/s2的加速度做匀加速运动,则这一过程能维持25s

解析

解:(1)当汽车的牵引力等于阻力时,匀速运动,汽车在路面上行驶的速度最大

由P=Fv=fv得

f=

受阻力与车重的比值是

(2)由牛顿第二定律可知F-f=ma

F=ma+f=1200×1+1200N=2400N

匀加速达到最大速度为P=Fv

v=

匀加速运动时间为v=at

t=

答:(1)汽车所受阻力与车重的比值是;(2)若汽车从静止开始,以1.0m/s2的加速度做匀加速运动,则这一过程能维持25s

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题型: 多选题
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多选题

如图甲所示,质量为2kg的物体在与水平方向成37°角斜向下的恒定推力F作用下沿粗糙的水平面运动,1s后撤掉推力F,其运动的v-t图象如图乙所示.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)下列说法错误的是(  )

A在0.5s时,推力F的瞬时功率为300W

B在0~2s内,合外力一直做正功

C在0~2s内,合外力的平均功率为12.5W

D在0~3s内,物体克服摩擦力做功为120J

正确答案

A,B,D

解析

解:设物体在0~1s内和1~2s内的加速度大小分别为a1和a2.由图象斜率等于加速度,可得:a1=10m/s2,a2=5m/s2

根据牛顿第二定律得:

Fcos37°-f1=ma1

f1=μ(Fsin37°+mg);

f2=μmg=ma2

联立解得:F=60N,f1=28N,f2=10N

A、所以在0.5s时,推力F的瞬时功率为:P=Fvcos37°=60×5×0.8W=240W,故A错误.

B、在0~2s内,根据动能定理,合外力做功对应物体动能的变化,由速度时间图象可知在0~1s内,物体的速度增大,动能增大,在1~2s内,速度减小,动能减小,根据动能定理可知合外力先做正功后做负功,故B错误

C、在0~2s内,合外力做功等于动能的变化,为:W=mv2=×2×52J=25J,故C正确

D、在0~1s内,物体的位移为:x1=×10×1m=5m,

物体克服摩擦力做功为:Wf1=f1x1=28×5J=140J

在1~3s内,物体的位移为:x2=×10×2m=10m,

物体克服摩擦力做功为:Wf2=f2x2=10×10J=100J,

故在0~3s内,物体克服摩擦力做功为240J,故D 错误

本题选错误的,故选:ABD

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平台面AB距地面的高度为h=0.80m,质量为m=0.2kg的小滑块在水平拉力F的作用下从静止开始运动,当到达平台边缘的B点时.撤去外力F,滑块水平抛出,落地点到平台边缘的水平距离s=2m.AB之的距离L=2m.小滑块与平台间的动摩擦因数为μ=0.25.小滑块可视为质点,不计空气阻力,g取10m/s2.求:

(1)小滑块从B点飞出时的速度大小;

(2)外力F的最大功率.

正确答案

解:(1)滑块离开B点后做平抛运动,竖直方向做自由落体运动

h=         ①

水平方向做匀速直线运动

S=vt         ②

由①②两式联立,将h=0.80m,s=2m,g=10m/s2带入,可得

vB=5.0m/s

(2)滑块从A点滑到B点的过程中,克服摩擦力做功,由动能定理

    FL-fL=mv           ③

滑动摩擦力f=μmg           ④

 由③④两式联立,将vB=5.0m/s,L=2m,μ=0.25带入,可得

F=13N

故P=FvB=13×5=65W              

答:(1)小滑块从B点飞出时的速度大小为5m/s;

(2)外力F的最大功率为65W.

解析

解:(1)滑块离开B点后做平抛运动,竖直方向做自由落体运动

h=         ①

水平方向做匀速直线运动

S=vt         ②

由①②两式联立,将h=0.80m,s=2m,g=10m/s2带入,可得

vB=5.0m/s

(2)滑块从A点滑到B点的过程中,克服摩擦力做功,由动能定理

    FL-fL=mv           ③

滑动摩擦力f=μmg           ④

 由③④两式联立,将vB=5.0m/s,L=2m,μ=0.25带入,可得

F=13N

故P=FvB=13×5=65W              

答:(1)小滑块从B点飞出时的速度大小为5m/s;

(2)外力F的最大功率为65W.

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题型:填空题
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填空题

有一汽车沿一略为倾斜的坡路以速度v1向上匀速行驶,若保持发动机的功率不变,沿此坡向下匀速行驶的速度为v2,设摩擦阻力不变,则汽车以同样的功率在水平路面上匀速行驶时,其速度为______

正确答案

解析

解:设功率为P,向上匀速运动时有:

F1=mgsinθ+f

P=F1v1

向下匀速运动时有:

F2+mgsinθ=f

P=F2v2

在水平路面上运动运动时有:

F3=f

P=F3v3

由上述几式解得:

故答案为:

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题型:填空题
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填空题

输出功率保持10kW不变的起重机,从静止开始起吊一质量为500kg的货物,当升高到2m时速度达到最大值,则货物的最大速度是______ m/s,这一过程所经历的时间是______ s(g=10m/s2).

正确答案

2

1.1

解析

解:当拉力与重力相等时,速度最大,根据P=Fv=mgv得最大速度为:v=

根据动能定理得:Pt-mgh=

代入数据解得:t=1.1s.

故答案为:2,1.1.

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•张家口期末)一辆质量为m的汽车在平直公路上行驶,所受阻力恒为f,当汽车的速度为v,加速度为a时,发动机的实际功率正好等于额定功率ρ,从此时刻开始,发动机始终在额定功率下工作,公路足够长,下列说法中正确的是(  )

A汽车的牵引力逐渐减少,直到为零

B汽车的牵引力逐渐减少,直到为

C汽车的速度逐渐增大,直到为

D汽车的速度逐渐增大,直到为

正确答案

C

解析

解:当达到额定功率之后,由F-f=ma,P=Fv可知,速度继续增大,牵引力减小,加速度将逐渐减小,当牵引力等于阻力时,速度达到最大,为vm=,之后将做匀速运动,故C正确,ABD错误;

故选:C

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题型:填空题
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填空题

汽车发动机的额定功率为80kw,它在平直公路上行驶的最大速度可达20m/s.那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是______N,如果汽车在行驶过程中所受阻力不变,当汽车以10m/s匀速行驶时的实际功率为______kw.

正确答案

4000

40

解析

解:当牵引力等于阻力时,速度最大,有P=Fv=fv.所以f=

当汽车以10m/s匀速行驶时牵引力F′=4000N,则实际功率P′=F′v′=4000×10W=40000W=40kW.

故答案为:4000,40.

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题型:简答题
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简答题

如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角θ=37°固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,当作用时间为t1=1s时撤去拉力,物体运动的部v-t图象如图乙,求:

(1)斜面与物体间的动摩擦因数;

(2)拉力F的平均功率.

正确答案

解:(1)设力作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律有:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1

撤去力后,设物体的加速度为a2,由牛顿第二定律有:mgsinθ+μmgcosθ=ma2        

由图象可得a1=20m/s2; a2=10m/s2   

代入解得F=30N; μ=0.5     

故斜面与物体间的动摩擦因数为0.5.

(2)由图象可得t1=1s时物体的速度v1=20m/s,拉力的平均功率为  P=F=F=300W.

故拉力的平均功率为300W.

解析

解:(1)设力作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律有:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1

撤去力后,设物体的加速度为a2,由牛顿第二定律有:mgsinθ+μmgcosθ=ma2        

由图象可得a1=20m/s2; a2=10m/s2   

代入解得F=30N; μ=0.5     

故斜面与物体间的动摩擦因数为0.5.

(2)由图象可得t1=1s时物体的速度v1=20m/s,拉力的平均功率为  P=F=F=300W.

故拉力的平均功率为300W.

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