- 机械能守恒定律
- 共29368题
如图为轿车中用于改变车速的挡位．手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度，从“1〜5”逐挡速度增大，R是倒车挡．则关于该车以最大动力上坡时变速杆所置挡位，以额定功率和最高速度行驶时轿车的牵引力大小，以下选项正确的是（ ）
正确答案
解析
解：变速杆应推至“1”挡
由F=
由P=Fv得：F=
故选：C．
正确答案
1：1
解析
解：两个小球都做平抛运动，下落的高度相同都是R，根据R=
根据图象可知，A球运动的水平位移为2R，则A球的初速度为：
B球的水平位移为R，则B球的初速度为：
A球从A到D的过程中，根据动能定理得：
B球从B到C的过程中，根据动能定理得：
由①②得：
A、B小球与轨道碰撞前瞬间，竖直方向速度vy=gt，相等，则重力的瞬时功率也相同，即重力的瞬时功率之比为1：1
故答案为：
正确答案
56250
1000
解析
解：由V-t图象可知，前5s内汽车的加速度为：a=
位移为：x=
根据牛顿第二定律，有：F合=ma=1500×（-1）N=-1500N，
根据求功公式可知：W=FL=（-1500）×37.5J=-56250J；
第6s末汽车做匀速运动可知汽车受到的牵引力等于阻力，根据P=F牵V可知：F牵=
又阻力恒定不变，则f阻=F牵=1000N．
故答案为，56250，1000．
质量m=10kg的物体，在倾角θ=37°，长L=8.0m的斜面顶端由静止开始滑下，物体与斜面间动摩擦系数为μ=0.625．（sin37°=0.6 cos37°=0.8，g取10m/s2）求：
（1）物体滑到斜面底端的过程中重力所做的功．
（2）物体滑到斜面底端的过程中摩擦力做的功．
（3）物体到达底端时的重力的瞬时功率．
正确答案
解：（1）重力做功的大小为：W=mgh=mgLsin37°=100×8×0.6J=480J．
（2）摩擦力的大小为：f=μmgcos37°=0.625×100×0.8=50N．
则摩擦力做功为：Wf=-fL=-50×8J=-400J．
（3）根据动能定理得：W+
代入数据解得：v=4m/s．
则重力的瞬时功率：P=mgvcos（90°-37°）=100×4×0.6W=240W．
答：（1）物体滑到斜面底端的过程中重力所做的功为480J．
（2）物体滑到斜面底端的过程中摩擦力做的功为-400J．
（3）物体到达底端时的重力的瞬时功率为240W．
解析
解：（1）重力做功的大小为：W=mgh=mgLsin37°=100×8×0.6J=480J．
（2）摩擦力的大小为：f=μmgcos37°=0.625×100×0.8=50N．
则摩擦力做功为：Wf=-fL=-50×8J=-400J．
（3）根据动能定理得：W+
代入数据解得：v=4m/s．
则重力的瞬时功率：P=mgvcos（90°-37°）=100×4×0.6W=240W．
答：（1）物体滑到斜面底端的过程中重力所做的功为480J．
（2）物体滑到斜面底端的过程中摩擦力做的功为-400J．
（3）物体到达底端时的重力的瞬时功率为240W．
正确答案
解析
解：A轮与重物P相连，当重物P以速率v匀速下落时，A轮的线速度vA=v，
AB共轴，则角速度相等，所以
由于B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，
故vC=vB=
故答案为：
如果一种手持喷水枪的枪口截面积为0.6cm2，喷出水的速度为20m/s（水的密度为1×103kg/m3）．当它工作时，估计水枪的功率为______W，如果喷出的水垂直冲击到煤层速度变为零，则对煤层的压强为______Pa．
正确答案
解：ts时间内喷水质量为m=ρSvt=1000×0.00006×20tkg=1.2tkg，
水枪在时间ts内做功为W=
故水枪的功率为P=
压强
故答案为：240，4×105，
解析
解：ts时间内喷水质量为m=ρSvt=1000×0.00006×20tkg=1.2tkg，
水枪在时间ts内做功为W=
故水枪的功率为P=
压强
故答案为：240，4×105，
一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行驶，经过一段时间t，前进了距离s，此时恰好达到其最大速度vm．设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作，汽车所受的阻力恒定为F，则在这段时间里，发动机所做的功为（ ）
AFvmt
BPt
C
D
正确答案
解析
解：设发动机所做的功为W．
由于汽车发动机始终以额定功率P工作，则 W=Pt．
汽车的速度达到最大时，牵引力与阻力大小相等，则F牵=F，
则P=F牵vm=Fvm，可得：W=Fvmt；
由于vm＞
汽车从速度v0到最大速度vm过程中，由动能定理可知：
W-Fs=
解得：W=
故选：ABC．
某司机为了确定他汽车上货物的质量，采用了如下方法：让汽车以额定功率P由静止启动，沿着平直公路运行到最大速度时，司机从速度表上读出最大速度V0，又依据他平时的经验：汽车运行进的阻力与其总重力成正比，且比例系数K为常数，若汽车自身质量为M，则车上所装货物的质量是多少？
正确答案
解：汽车达大最速度时，有F牵=f，由P=F牵V有：
f=F牵=
又f=K（M+m）g…（2）
由（1）（2）有：m=
答：车上所装货物的质量是
解析
解：汽车达大最速度时，有F牵=f，由P=F牵V有：
f=F牵=
又f=K（M+m）g…（2）
由（1）（2）有：m=
答：车上所装货物的质量是
如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车，正以20m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图乙所示（在t=15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持30kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自保持不变．求：
（1）汽车在AB段及BC段上运动时所受的阻力Ff1和Ff2；
（2）BC路段的长度．
正确答案
解：（1）汽车在AB路段做匀速直线运动，根据平衡条件，有：
F1=Ff1，P=F1v1，
解得：Ff1=
t=15s时汽车处于平衡态，有：F2=Ff2，P=F2v2，
解得：Ff2=
（2）对于汽车在BC段运动，由动能定理得：Pt-Ff2s=
代入数据解得：s=200m；
答：（1）汽车在AB段及BC段上运动时所受的阻力Ff1和Ff2分别是1500N、3000N；
（2）BC路段的长度为200m．
解析
解：（1）汽车在AB路段做匀速直线运动，根据平衡条件，有：
F1=Ff1，P=F1v1，
解得：Ff1=
t=15s时汽车处于平衡态，有：F2=Ff2，P=F2v2，
解得：Ff2=
（2）对于汽车在BC段运动，由动能定理得：Pt-Ff2s=
代入数据解得：s=200m；
答：（1）汽车在AB段及BC段上运动时所受的阻力Ff1和Ff2分别是1500N、3000N；
（2）BC路段的长度为200m．
A、B两物体质量分别为m和2m，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力分别推A和B，使它们前进相同位移，下面说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、B、用相同的力推A、B两个物体，分别在光滑和粗糙的两种水平地面前进相同路程，根据W=Fs可知两次做功一样多；故A正确，B错误；
C、D、B物体比A物体对水平面的压力大，且A接触面光滑、B接触面粗糙，故B物体受到的摩擦力比A物体摩擦力大，运动的平均速度小，移动相同的距离时用的时间长；
根据P=
故选：AD．
一台电动机的额定输出功率为10kW，它1min内可以做功______J，用这台电动机竖直向上提升质量为2.5×102kg的货物，上升的最大速度为______m/s．（取g=10m/s2）
正确答案
600000
4
解析
解：1min内做的功W=Pt=10000×60=600000J，
当牵引力等于重力时，上升的速度最大，则有：
F=mg=2.5×102×10=2.5×103N，
则最大速度为：
v=
故答案为：600000；4
质量为2t的汽车，发动机的功率为30kW，在水平公路上能以54km/h的最大速度行驶，如果保持功率不变，汽车速度为36km/h时，假设汽车所受阻力不变，汽车的加速度为（ ）
正确答案
解析
解：当牵引力和阻力相等时，汽车的速度最大，最大速度为vm=54km/h=15m/s，由P=Fvm=fvm可得，
阻力f=
速度达到v=36km/h=10m/s时汽车的牵引力为F=
由牛顿第二定律可得，
F-f=ma，
所以a=
故选：A
A0～t1时间内，汽车牵引力的数值为m
Bt1～t2时间内，汽车的功率等于（m
Ct1～t2时间内，汽车的平均速率小于
D汽车运动的最大速率v2=（
正确答案
解析
解：A、由题图可知，0～t1阶段，汽车做匀加速直线运动，a=
B、在t1时刻汽车达到额定功率P=F1v1=（m
C、由v-t图线与横轴所围面积表示位移的大小可知，t1～t2时间内，汽车的平均速度大于
D、t2时刻，速度达到最大值v2，此时刻F2=Ff，P=F2v2，v2=
故选：AD
动车组是城际间实现小编组、大密度的商效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐．动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组．假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为8×104 kg．其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率分别是2×107W和1×107W，车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍（g=10m/s2）
（1）求该动车组的最大行驶速度；
（2）若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，t=10s时刻，第一节和第二节车厢之间拉力为最小值．此时第二节车厢的实际功率是多少？
正确答案
解：（1）设最大速度为v，当速度最大时，动车组的牵引力等于阻力．有：
f=k•6mg
联立两式解得：v=62.5m/s．
（2）当第一二两节车厢的拉力为零时，对第一节车厢运用牛顿第二定律有：F1-kmg=ma
解得：
对整体分析，有：F-k•6mg=6ma，
代入数据得：F=9.6×105N
所以第二节车厢的牵引力：
第二节车厢的最大牵引力：
所以第一二两节车厢的最小拉力为零，此时的实际功率为：
答：（1）该动车组的最大行驶速度为62.5m/s．
（2）第一二两节车厢的拉力最小为零，此时第二节车厢的实际功率是8×106W．
解析
解：（1）设最大速度为v，当速度最大时，动车组的牵引力等于阻力．有：
f=k•6mg
联立两式解得：v=62.5m/s．
（2）当第一二两节车厢的拉力为零时，对第一节车厢运用牛顿第二定律有：F1-kmg=ma
解得：
对整体分析，有：F-k•6mg=6ma，
代入数据得：F=9.6×105N
所以第二节车厢的牵引力：
第二节车厢的最大牵引力：
所以第一二两节车厢的最小拉力为零，此时的实际功率为：
答：（1）该动车组的最大行驶速度为62.5m/s．
（2）第一二两节车厢的拉力最小为零，此时第二节车厢的实际功率是8×106W．
当汽车发动机的输出功率为20KW时，汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，此时汽车牵引力是（ ）
正确答案
解析
解：根据公式P=Fv得：
F=
故选：A
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