- 功率
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(2014春•西安校级月考)质量为m的物体至高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端,由静止开始下滑,则物体滑到斜面底端时,重力的功率是______;物体下滑过程重力的平均功率为______.
正确答案
mgsinθ
mgsinθ
解析
解:物体下滑过程中机械能守恒,所以有:mgh=
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=
mgsinθ
物体滑到斜面底端时重力的瞬时功率P=mgvsinθ=mgsinθ.
故答案为:mgsinθ;
mgsinθ.
一架质量为2000kg的飞机,在跑道上匀加速滑行500m后以216km/h的速度起飞,如果飞机滑行时受到的阻力是它自重的0.02倍,则发动机的牵引力是______N,飞机离地时发动机的瞬时功率是______.
正确答案
7.6×103
4.56×105W
解析
解:从静止到起飞的过程中,根据动能定理得:
mv2-0=(F-0.02mg)x
带入数据得:
×2000×602=(F-0.02×20000)×500
解得:F=7600N=7.6×103N;
飞机离地时发动机的瞬时功率P=Fv=7600×60=456000W=4.56×105W
故答案为:7.6×103,4.56×105W.
一只苹果从楼上某一高度自由下落,苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.图中直线为苹果在空中的运动轨迹.若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、苹果做自由落体运动,速度逐渐增加,越来越快,通过相同距离用时越来越少,故通过第一个窗户用时最长,故A错误;
B、苹果做自由落体运动,通过第一个窗户用时最长,根据,苹果通过第1个窗户的平均速度最小,故B错误;
C、重力的功W=mgL,故苹果通过3个窗户重力做的功一样多,故C正确;
D、功率P=,通过第一个窗户用时最长,故通过第1个窗户重力的平均功率最小,故D正确;
故选CD.
质量为3kg的物体,从高45m处自由落下(g取10m/s2),那么在下落的过程中( )
正确答案
解析
解:A、前2s内下降的位移h=,则重力做功的平均功率
,故A正确,B错误.
C、第2s末的速度v=gt=10×2m/s=20m/s,则第2s末重力做功的功率P=mgv=30×20W=600W,故C正确,D错误.
故选:AC.
水平路面上的汽车以恒定功率P做加速运动,所受阻力恒定,经过时间t,汽车的速度刚好达到最大,在t时间内( )
正确答案
解析
解:A、根据P=Fv知,因为速度增大,则牵引力减小,根据牛顿第二定律得:a=知,加速度减小,做加速度减小的加速运动.故AB错误.
C、因为功率不变,则牵引力做功W=Pt,通过动能定理知,牵引力与阻力的合力功等于动能的变化量,阻力做功小于Pt,故D正确,C错误.
故选:D.
滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为2.0m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F,力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示.设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做功的平均功率分别为P1、P2、P3,则( )
正确答案
解析
解:A、由图可知,第1s内物体的平均速度为:v=m/s=1m/s,功率为:P1=Fv=1×1=1W;
第2s内物体的平均速度也为1m/s,则功率为:P2=3×1=3W;
第3s物体做匀速运动,其功率为:P3=2×2=4W;故P3最大,A正确,B错误;
C、由速度图象可知,第1s、2s、3s内的位移分别为1m、1m、2m,由F-t图象及功的公式w=Fscosθ可求知:第1s内拉力做的功W1=1J,第2s内拉力做的功为:
W2=3J,故0~2s内拉力所做的功为4J,由动能定理可知,前2s内有:W+Wf=0,则摩擦力做功Wf=-4J;故C错误,D正确;
故选:AD.
关于功率,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、力做功越多,根据P=知,功率不一定大,故A错误.
B、力做功的时间越短,根据P=知,功率不一定大,故B错误.
C、功率是反映做功快慢的物理量,故C正确,D错误.
故选:C.
汽车发动机的额定功率为60kw,汽车的质量为5t.汽车在水平面上行驶时,阻力与车重成正比,g=10m/s2,当汽车以额定功率匀速行驶时速度达12m/s.突然减小油门,使发动机功率减小到40kw,对接下去车子的运动情况的描述正确的有( )
正确答案
解析
解:A、根据P=Fv知,功率减小,则牵引力减小,开始牵引力等于阻力,根据牛顿第二定律知,物体产生加速度,加速度的方向与速度方向相反,汽车做减速运动,速度减小,则牵引力增大,则牵引力与阻力的合力减小,知汽车做加速度减小的减速运动,当牵引力再次等于阻力时,汽车做匀速运动.故C正确,AB错误.
D、当额定功率为60kW时,做匀速直线运动的速度为12m/s,则f==
=5000N.当牵引力再次等于阻力时,又做匀速直线运动,v=
m/s.故D正确.
故选:CD.
一物体的质量为1kg,它与水平地面间的滑动摩擦力为它们间弹力的0.25倍,受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F作用,若F=10N,物体由静止开始运动,则2s内F对物体做的功为______,2s末推力的瞬时功率为______.(g取10m/s2)
正确答案
112J
112W
解析
解:(1)受力分析知:Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)=ma
解得加速度为:a=7m/s2,
故2s内的位移为:x==
=14m,
则2s内F对物体做的功为:W=Fxcos‘37°=10×14×0.8=112J
(2)2s末的速度为:v=at=7×2=14m/s
得:P=Fvcos37°=10×14×0.8=112W
故答案为:112J;112W;
一辆汽车质量为1×103 kg,最大功率为2×104 W,在水平路面上由静止开始做直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×103 N,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数
的关系如图所示.试求:
(1)v2的大小;
(2)整个运动过程中的最大加速度;
(3)匀加速运动过程的最大速度是多大?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)当汽车的速度为v2时,牵引力为F1=1×103 N,
v2==
m/s=20 m/s.
故v2的大小为20m/s.
(2)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大
阻力Ff==
N=1000 N
a==
m/s2=2 m/s2.
故整个过程中最大加速度为2m/s2.
(3)与B点对应的速度为v1==
m/s≈6.67 m/s
当汽车的速度为10 m/s时处于图线BC段,故此时的功率最大为Pm=2×104W.
故匀加速运动的最大速度是6.67m/s,当速度为10m/s时,功率为2×104W.
解析
解:(1)当汽车的速度为v2时,牵引力为F1=1×103 N,
v2==
m/s=20 m/s.
故v2的大小为20m/s.
(2)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大
阻力Ff==
N=1000 N
a==
m/s2=2 m/s2.
故整个过程中最大加速度为2m/s2.
(3)与B点对应的速度为v1==
m/s≈6.67 m/s
当汽车的速度为10 m/s时处于图线BC段,故此时的功率最大为Pm=2×104W.
故匀加速运动的最大速度是6.67m/s,当速度为10m/s时,功率为2×104W.
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