- 功率
- 共4824题
如图:物体m由静止开始沿倾角为α的光滑斜面下滑.已知斜面高为H,求
(1)物体滑到斜面底端过程中重力的平均功率.
(2)物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率.
正确答案
解:物体滑到底端过程中重力的功W=mgH,
物体下滑过程中机械能守恒,所以有:mgH=mv2
解得:v=
所以平均速度为
所以物体滑到底端过程中重力的平均功率 =mg
sinα=
mgsinα
答:(1)物体滑到底端过程中重力的功为mgH.
(2)物体滑到底端过程中重力的平均功率为=mgsinα
解析
解:物体滑到底端过程中重力的功W=mgH,
物体下滑过程中机械能守恒,所以有:mgH=mv2
解得:v=
所以平均速度为
所以物体滑到底端过程中重力的平均功率 =mg
sinα=
mgsinα
答:(1)物体滑到底端过程中重力的功为mgH.
(2)物体滑到底端过程中重力的平均功率为=mgsinα
质量为1kg的物体从足够高处自由下落,不计空气阻力,取g=10m/s2.则物体开始下落2s的过程中重力的功率是______W,物体开始下落2s末重力的功率是______W.
正确答案
100
200
解析
解:2s内的位移h=,
则物体开始下落2s的过程中重力的功率
2s末的速度v=gt=10×2m/s=20m/s.则2s末重力的瞬时功率P=mgv=10×20W=200W.
故答案为:100;200
将质量为20kg的物体从静止开始以1m/s2的加速度竖直提升2m,求此过程中拉力做功的平均功率为多少?到达2m高处时拉力做功的瞬时功率为多少?
正确答案
解:根据牛顿第二定律得,F-mg=ma
解得F=mg+ma=20×(10+1)N=220N.
根据h=得,t=
.
则拉力做功的平均功率.
根据速度位移公式得,v2=2ah
解得v=.
则拉力做功的瞬时功率P=Fv=220×2W=440W.
答:此过程中拉力做功的平均功率为220W,到达2m高处时拉力做功的瞬时功率为440W.
解析
解:根据牛顿第二定律得,F-mg=ma
解得F=mg+ma=20×(10+1)N=220N.
根据h=得,t=
.
则拉力做功的平均功率.
根据速度位移公式得,v2=2ah
解得v=.
则拉力做功的瞬时功率P=Fv=220×2W=440W.
答:此过程中拉力做功的平均功率为220W,到达2m高处时拉力做功的瞬时功率为440W.
遥控电动赛车的比赛中有-个规定项目是“飞跃豪壕沟”,如图所示,比赛中要求赛车从起点出发,沿水平直轨道运动,在B点飞出后跃过“壕沟”,落在平台EF段,已知赛车的质量m=1.0kg、额定功率P=10.0W,在水平直轨道上受到的阻力恒为f=2.0N,BE的高度差h=0.45m,BE的水平距离x=0.90m,赛车车长不计,空气阻力不计,g取10m/s2.
(1)若赛车在水平直轨道上能达到最大速度,求最大速度vm的大小;
(2)要跃过壕沟,求赛车在B点最小速度v的大小;
(3)比赛中,若赛车在A点达到最大速度vm后即刻停止通电,赛车恰好能跃过壕沟,求AB段距离s.
正确答案
解:(1)赛车在水平直轨道上能达到最大速度时,牵引力等于阻力,故F=f=2.0N
由P=Fvm得,
(2)赛车经过B点后做平抛运动,设时间为t,则有:
h=gt2,
水平方向有:x=vt
故有:v=x=0.9×
=3m/s
(3)设AB间距离为s,对于小车在AB段的运动,由动能定理得:
-fs=mv2-
故有:s=
答:(1)最大速度vm的大小为5m/s
(2)赛车在B点最小速度v的大小为3m/s.
(3)汽车越过壕沟后落到EF平面离E点1m.
解析
解:(1)赛车在水平直轨道上能达到最大速度时,牵引力等于阻力,故F=f=2.0N
由P=Fvm得,
(2)赛车经过B点后做平抛运动,设时间为t,则有:
h=gt2,
水平方向有:x=vt
故有:v=x=0.9×
=3m/s
(3)设AB间距离为s,对于小车在AB段的运动,由动能定理得:
-fs=mv2-
故有:s=
答:(1)最大速度vm的大小为5m/s
(2)赛车在B点最小速度v的大小为3m/s.
(3)汽车越过壕沟后落到EF平面离E点1m.
起重机以恒定牵引功率从地面由静止开始竖直提升质量为m的重物,上升到h高处时,重物开始以速度v做匀速运动,则重物做匀速运动时起重机的牵引力功率为______,若以地面为重力势能的参考平面,则重物在h高处总的机械能为______.(重力加速度为g)
正确答案
mgv
mgh+mv2
解析
解:(1)匀速运动时牵引力的功率为:P=mgv
(2)机械能为动能与重力势能的和,即
E=mgh+mv2
故答案为:mgv,mgh+mv2
自由落体的石块,质量为0.5kg,则下落前2秒内重力做功的平均功率为______W,第2秒末的瞬时功率为______W.
正确答案
50
100
解析
解:2秒内小球下落高度h=gt2=20 m
2秒内重力做功为W=mgh=100J
2秒内重力做功的平均功率P==50 w
小球自由下落,下落第2秒末速度v=gt=20m/s
第2秒末重力做功的瞬时功p=Fv=100 w
故答案为:50,100.
始终在水平面上行驶的某型号汽车的质量为2.4×103kg,额定功率为60kW,汽车行驶时受到的阻力始终为2400N,则
(1)汽车以额定功率行驶时能达到的最大速度为多少?
(2)汽车从静止开始以额定功率行驶了10s,若此时汽车的位移是50m,则此时汽车的速度为多少?
正确答案
解:(1)当汽车速度最大时,汽车的牵引力与阻力相等,故有汽车速度最大时,汽车的牵引力
F=2400N
根据P=Fv可知,汽车所能达到的最大速度=
=25m/s
(2)在汽车以额定功率行驶10s时,只有牵引力与阻力对汽车做功,根据动能定理有:
Pt-fs=
可得汽车获得的速度v==
=20m/s
答:(1)汽车以额定功率行驶时能达到的最大速度为25m/s;
(2)汽车从静止开始以额定功率行驶了10s,若此时汽车的位移是50m,则此时汽车的速度为20m/s.
解析
解:(1)当汽车速度最大时,汽车的牵引力与阻力相等,故有汽车速度最大时,汽车的牵引力
F=2400N
根据P=Fv可知,汽车所能达到的最大速度=
=25m/s
(2)在汽车以额定功率行驶10s时,只有牵引力与阻力对汽车做功,根据动能定理有:
Pt-fs=
可得汽车获得的速度v==
=20m/s
答:(1)汽车以额定功率行驶时能达到的最大速度为25m/s;
(2)汽车从静止开始以额定功率行驶了10s,若此时汽车的位移是50m,则此时汽车的速度为20m/s.
如图甲所示,滑块A的质量m=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为M,长度为L.某时刻滑块A以向右的初速度v0=3m/s滑上平板车B的上表面,忽略滑块A的大小.从滑块A刚滑上平板车B开始计时,之后它们0-1s时间内的速度随时间变化的图象如图乙所示,已知滑块A在车上运动的总时间t0=ls.以下说法中正确的是(重力加速度g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:A、v-t图线图中梯形的面积为:=2m,它代表滑块相对平板车的位移,也就是平板车的长度L,A正确;
B、对滑块运用牛顿第二定律有:-μmg=ma,而,解得:
=0.1,B正确;
C、由图象可知滑块、平板车的加速度大小相等,等,使它们产生加速度的合力就是两者间的滑动摩擦力,因此它们的质量相等,C正确;
D、根据动能定理Ek2-Ek1=-Wf,t0时间内滑块克服摩擦力做功Wf=2.5J,所以t0时间内滑块所受摩擦力做功的平均功率为P==2.5W,D错误.
故选:ABC
质量为0.5kg的物体从高处自由下落,在下落的前2s内重力对物体做的功是______J,这2s内重力对物体所做功的平均功率是______W.(取g=10m/s2)
正确答案
100
50
解析
解:由h=gt2可得:h=
×10×4=20m;
重力所做的功为:W=mgh=5×20=100J;
2s内重力做功的平均功率为:P==50W;
故答案为:100 50
质量为1.0×103kg的汽车,沿倾角为30°的斜坡由静止开始从坡底向上运动,汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000N,汽车发动机的额定输出功率为5.6×104W.(g=10m/s2).求:
(1);如果汽车以额定功率启动,所能达到的最大速率
(2);如果汽车从静止开始以a=1m/s2的加速度做匀加速运动,汽车做匀加速运动的时间t.
正确答案
解:(1)当达到最大速度vm时,有:
F=mgsin30°+f=.
根据P=Fvm得汽车的最大速度为:
(2)根据牛顿第二定律有:F′-f-mgsin30°=ma
解得牵引力为:N=8000N
则匀加速运动的末速度为:
根据v=at1得匀加速的时间为:
t1=7s.
答:(1)如果汽车以额定功率启动,所能达到的最大速率为8m/s;
(2)汽车做匀加速运动的时间为7s.
解析
解:(1)当达到最大速度vm时,有:
F=mgsin30°+f=.
根据P=Fvm得汽车的最大速度为:
(2)根据牛顿第二定律有:F′-f-mgsin30°=ma
解得牵引力为:N=8000N
则匀加速运动的末速度为:
根据v=at1得匀加速的时间为:
t1=7s.
答:(1)如果汽车以额定功率启动,所能达到的最大速率为8m/s;
(2)汽车做匀加速运动的时间为7s.
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