- 功率
- 共4824题
如图所示,通过一动滑轮提升质量为1kg的物体,竖直向上拉绳子使物体由静止开始以5m/s2的加速度匀加速上升,不计动滑轮及绳子的质量和摩擦,则拉力在1s内做的功 为______拉力在1s末的瞬时功率为______.
正确答案
37.5
75
解析
解:对于物体,设两个绳子拉力大小为T,根据牛顿第二定律得:
T-mg=ma
得:T=m(g+a)
则:F=T=
m(g+a)=
×1×(10+5)N=7.5N
第1s内重物上升的高度为h=
在拉力作用下通过的绳长为x=2h=5m
拉力做功为W=Fx=7.5×5J=37.5J
第1s末物体的速度大小为:v=at=5m/s,手拉力的作用点移动速度:V=2v=10m/s
故第一秒末拉力的功率为:P=Fv=75W
故答案为:37.5;75
物体重为100N,在大小为20N的水平推力作用下,5s内沿水平地面前进10m,5s内的功率为______W.
正确答案
40
解析
解:推力做的功为为:W=FS=20N×10m=200J
则功率为:P==
=40w
故答案为:40.
某型号小汽车发动机的额定功率为60kw,汽车的质量为1×103kg,在水平路面上正常行驶中所受的阻力为车重的0.15倍.g取10m/s2.求解如下问题:
(1)此型号汽车在水平路面行驶能达到的最大速度是多少?
(2)若此型号汽车以额定功率加速行驶,当速度达到20m/s时的加速度大小是多少?
正确答案
解:(1)当汽车发动机达到额定功率并做匀速运动时,汽车达到最大速度,此时发动机牵引力等于所受到的阻力,
vmax==40 m/s.
(2)此汽车以额定功率启动,设速度达到v1=20 m/s时的发动机牵引力为F1,汽车加速度为a1则
F1==3×103 N
a1==1.5 m/s2.
答:(1)此型号汽车在水平路面行驶能达到的最大速度是40 m/s.
(2)若此型号汽车以额定功率加速行驶,当速度达到20m/s 时的加速度大小是1.5 m/s2.
解析
解:(1)当汽车发动机达到额定功率并做匀速运动时,汽车达到最大速度,此时发动机牵引力等于所受到的阻力,
vmax==40 m/s.
(2)此汽车以额定功率启动,设速度达到v1=20 m/s时的发动机牵引力为F1,汽车加速度为a1则
F1==3×103 N
a1==1.5 m/s2.
答:(1)此型号汽车在水平路面行驶能达到的最大速度是40 m/s.
(2)若此型号汽车以额定功率加速行驶,当速度达到20m/s 时的加速度大小是1.5 m/s2.
如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若电动机的额定输出功率为80W,在平直路面上行驶的最大速度为4m/s,则汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是( )
正确答案
解析
解:由P=Fv可知,汽车的牵引力:F==20N,
汽车匀速运动时速度最大,由平衡条件得:f=F=20N;
故选:B.
一台起重机匀加速地将质量m=1.0×103kg的货物由静止竖直吊起,在2.0s末货物的速度达到v=4.0m/s.求:
(1)货物运动的加速度大小;
(2)起重机对货物的拉力大小;
(3)在2秒内,起重机对货物所做的功与功率.
正确答案
解:(1)已知 V0=0 V=4.0m/s t=2.0s
由 V=V0+at得
a==
m/s2=2m/s2
(2)由牛顿第二定律 F-mg=ma 得
F=ma+mg=1.0×103×(2+10)N=1.2×104N
(3)2秒内上升的高度为 h=at2=
×2×22m=4m
起重机对货物做的功为 W=Fh=1.2×104×4J=4.8×104J
起重机对货物的功率为 P==2.4×104W
答:(1)货物运动的加速度大小为2m/s2;
(2)起重机对货物的拉力大小为1.2×104N;
(3)在2秒内,起重机对货物所做的功为:4.8×104J,功率为:2.4×104W
解析
解:(1)已知 V0=0 V=4.0m/s t=2.0s
由 V=V0+at得
a==
m/s2=2m/s2
(2)由牛顿第二定律 F-mg=ma 得
F=ma+mg=1.0×103×(2+10)N=1.2×104N
(3)2秒内上升的高度为 h=at2=
×2×22m=4m
起重机对货物做的功为 W=Fh=1.2×104×4J=4.8×104J
起重机对货物的功率为 P==2.4×104W
答:(1)货物运动的加速度大小为2m/s2;
(2)起重机对货物的拉力大小为1.2×104N;
(3)在2秒内,起重机对货物所做的功为:4.8×104J,功率为:2.4×104W
如图所示,木块m沿固定的光滑斜面从静止开始下滑,当下降h高度时,重力做功的瞬时功率大小为( )
正确答案
解析
解:滑块下滑过程受重力和支持力,只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒得:
mgh=mv2;
解得:v=
则重力的功率为:
P=mgvsinθ=mgsinθ
故选:D.
一质量为2㎏的物体,在竖直向上的力作用下,从静止开始匀加速上升,已知2s末物体速度为5m/s,则在2s内拉力做功______J;重力做的功______J;1s末拉力瞬时功率为______W.(g取 10m/s2)
正确答案
125
-100
62.5
解析
解:加速度为:a=
物体受拉力和重力,根据牛顿第二定律,有:F-mg=ma,
解得:F=m(g+a)=2×(10+2.5)=25N;
2s内的位移为:x=
所以拉力做的功为:WF=Fx=25×5J=125J
重力做的功为:WG=-mgx=-20×5J=-100J
1s末拉力的功率为:P=Fv=Fat=25×2.5×1W=62.6W
故答案为:125,-100,62.5;
质量为2kg的物体放在动摩擦因数μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示,则此物体在AB段做______直线运动(选填“匀加速”、“匀减速”、“匀速”或“变加速”).且整体过程中拉力的最大功率为______W.
正确答案
匀速
15
解析
解:(1)设OA段的拉力F1,则:W1=F1•S1
代入数据得:F1=5N;
设AB段的拉力F2,则:W2=F2S2
代入数据得:F2=2N
滑动摩擦力的大小:f=μmg=0.1×2×10=2N
所以滑动摩擦力与AB段的拉力大小相等,故物体在AB段做匀速直线运动.
(2)物体在OA段的加速度:a==1.5m/s2
在OA段运动的时间:at12=s1 得:
t1=2s,
到达A点的速度:v=at1=1.5×2=3m/s,
在3m处,物体速度最大,拉力最大,此时拉力功率最大,
P=F1v=5×3=15W.
故答案为:匀速;15.
如图所示,一质量为2kg的物体静止于光滑水平面上,从t=0时开始运动,前2秒内受到的外力作用如图示.下列判断不正确的是( )
正确答案
解析
解:由动量定理Ft=mv2-mv1求出1s末、2s末速度分别为:
v1=
v2=
A、第2秒内的位移x==1.25m,故A错误;
B、第1秒内与第2秒动能增加量分别为:、
=1.25J,故第2s内外力所做的功为1.25J,故B正确;
C、1s末、2s末功率分别为:P1=F1v1=2w、P2=F2v2=1.5w,故C错误;
D、由动能定理可知合力做功为w=,故0~2s内功率P=
,故D错误;
故选:B.
汽车在水平直线公路上行驶,额定功率P额=80kw,汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N,汽车的质量m=2.O×103kg.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小a=1.0m/s2,当汽车达到额定功率后,保持额定功率不变继续行驶.求:
(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度;
(2)匀加速运动能保持多长时间?
(3)当汽车的速度为20m/s时的加速度.
正确答案
解:(1)当a=0即F=f时v最大,由P=Fv得:
最大速度为:
(2)汽车匀加速行驶中有:P=F1V1…①
由牛顿第二定律得:F1-f=ma1…②
当P增加到额定功率时匀加速结束即匀加速的末速度为:
…③
又 V1=a1t…④
①②③④联立得:t=17.8s
v1=17.8m/s
(3)速度为20m/s<17.8m/s时,车已经达到额定功率行驶过程中
P=F2V2…⑤
F2-f=ma2…⑥
⑤⑥联立并代入数据得:a2=0.75m/s2
答:(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度32m/s;
(2)匀加速运动能保持17.8s
(3)当汽车的速度为20m/s时的加速度为0.75m/s2.
解析
解:(1)当a=0即F=f时v最大,由P=Fv得:
最大速度为:
(2)汽车匀加速行驶中有:P=F1V1…①
由牛顿第二定律得:F1-f=ma1…②
当P增加到额定功率时匀加速结束即匀加速的末速度为:
…③
又 V1=a1t…④
①②③④联立得:t=17.8s
v1=17.8m/s
(3)速度为20m/s<17.8m/s时,车已经达到额定功率行驶过程中
P=F2V2…⑤
F2-f=ma2…⑥
⑤⑥联立并代入数据得:a2=0.75m/s2
答:(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度32m/s;
(2)匀加速运动能保持17.8s
(3)当汽车的速度为20m/s时的加速度为0.75m/s2.
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