- 功率
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置于水平面上的物体在水平恒力F作用下,以不同的速度沿着力F的方向匀速运动了距离l.第一次的速度为v1,恒力F做的功为W1,功率为P1;第二次的速度为v2,恒力F做的功为 W2,功率为P2.已知v1>v2,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:两次水平恒力相等,位移相等,根据W=Fs知,恒力F所做的功相等.在光滑水平面上运动的加速度大,根据位移时间公式知,在光滑水平面上的运动时间短,根据P=知,P1>P2.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
质量为2×103kg,发动机额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶,若汽车所受阻力大小大小恒为4×103N,则下列判断正确的有( )
正确答案
解析
解:A、当牵引力等于阻力时,速度达到最大.则vm==20m/s,故最大动能为
=4×105 J,故A正确.
B、汽车以2m/s2的加速度起动做匀加速启动,牵引力F=f+ma=4000+2000×2N=8000N,
匀加速达到的最大速度v=,通过的位移为x=
,
摩擦力做功为W=fx=1×105 J,故B错误;
C、2s末速度v=at=4m/s,此时功率为P=Fv=32kW,故C正确;
D、速度为5m/s时,牵引力为F=,加速度为a=
,故D错误;
故选:AC
从地面上方同一点分别向东和向西沿水平方向抛出两个质量相等的小物体,抛出的初速度大小分别为v和2v.不计空气阻力,则两个小物体( )
正确答案
解析
解:A、两个物体从同一点做平抛运动,运动时间相同,重力的冲量相同,根据动量定理可知,动量的增量相同.故A正确.
B、由于下落的高度相同,重力相同,则重力做功相同.故B正确.
C、竖直方向两个物体做自由落体运动,高度相同,落地时竖直方向的分速度vy相同,而vx不同,根据v=可知落地时的速度不同,故C错误.
D、竖直方向两个物体做自由落体运动,高度相同,落地时竖直方向的分速度vy相同,落地时重力做功的瞬时功率相同.故D正确.
故选ABD.
质量是0.4kg的物体在空中某点竖直上抛物体经0.8s落地,其v-t图象如图所示,抛出后经______s到达最大高度,落地时的动能是______ J.瞬时功率是______W.(g取10m/s2)
正确答案
0.3
5
20
解析
解:由v-t图象可知,在0-0.3s内物体向上匀减速运动,在0.3-0.8s内做自由落体运动,故在0.3s时达到最大高度,落地时的速度为v=gt=10×0.5m/s=5m/s,动能为Ek=
落地时功率为P=mgv=0.4×10×5W=20W
故答案为:0.3、5、20
一辆有三十多个座位的客车的动力装置的一套电池能反复充电1200多次;每次充电仅需三至五个小时,蓄电量可让客车一次性跑500km,客车时速最高可达180km.如果客车总质量为9×103kg.当它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=150A,电压U=300V.在此行驶状态下(取g=10m/s2),求:
(1)驱动电机的输入功率;
(2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力的大小;
(3)如果当它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度匀速行驶一段时间后关闭电源(设汽车所受阻力不变),客车滑行的时间是多少?(结果保留三位有效数字)
正确答案
解:(1)驱动电机的输入功率
P电=IU=150×300 W=4.5×104 W.
(2)在匀速行驶时P机=0.8P电=Fv=Ffv
Ff==1 440 N.
(3)汽车所受阻力不变,可认为做匀减速运动,根据牛顿第二定律:
a==
m/s2=0.16 m/s2
又因为v=at
所以t=≈156 s.
答:(1)驱动电机的输入功率为4.5×104 W;
(2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,汽车所受阻力的大小为1440 N;
(3)如果当它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度匀速行驶一段时间后关闭电源(设汽车所受阻力不变),客车滑行的时间是156 s.
解析
解:(1)驱动电机的输入功率
P电=IU=150×300 W=4.5×104 W.
(2)在匀速行驶时P机=0.8P电=Fv=Ffv
Ff==1 440 N.
(3)汽车所受阻力不变,可认为做匀减速运动,根据牛顿第二定律:
a==
m/s2=0.16 m/s2
又因为v=at
所以t=≈156 s.
答:(1)驱动电机的输入功率为4.5×104 W;
(2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,汽车所受阻力的大小为1440 N;
(3)如果当它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度匀速行驶一段时间后关闭电源(设汽车所受阻力不变),客车滑行的时间是156 s.
完全相同的两辆汽车,都拖着完全相同的拖车以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进,某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后,甲汽车保持原来的牵引力继续前进,乙汽车保持原来的功率继续前进,则一段时间后(假设均未达到最大功率)( )
正确答案
解析
解:由题意知,甲乙两车在拖车脱离后的瞬间汽车牵引力相同,阻力相同,则汽车的速度、加速度均相同,但甲保持牵引力不变,始终做加速度恒定的匀加速运动即加速度保持不变,而乙车保持功率不变,据P=FV知牵引力F=即乙车的牵引力随着速度的增加而减小,故同时开始运动后甲车将超在乙前,故A选项正确,BCD错误.
故选:A
质量为2.0t的汽车,额定功率是60kW,汽车在平直的路面上能行驶的最大速度是15m/s,则汽车受到的阻力是车重的______倍.如果在额定功率下行驶的速度为10m/s时,汽车的加速度是______.(g取10m/s2)
正确答案
0.2
1m/s2
解析
解:汽车以额定功率在水平路面行驶,达到最大速度,阻力等于牵引力,则有:P=Fv=fv,
得:f=
则:
汽车以额定功率在水平路面行驶,速度为10m/s时,则有:
由牛顿第二定律可得:F′-f=ma
得:
故答案:0.2,1m/s2
质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上,从t=0时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用,F与时间t的关系如图甲所示.物体在
t.时刻开始运动,其v-t图象如图乙所示,若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力,则( )
正确答案
解析
解:A、物体在时刻开始运动,说明阻力等于水平拉力故为f=F0,摩擦因数为
,故A正确
B、在t0时刻有牛顿第二定律可知,2F0-f=ma,a=,故B错误;
C、物体受到的合外力为F=2F0-f=F0功率为P=F0v0,故C错误;
D、2t0时刻速度为v=v0+,在t0-2t0时刻的平均速度为
,故平均功率为P=2F0
=F0(2v0+
),故D正确;
故选:AD
放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、0~6s内物体的位移大小x==30m.故A正确.
B、在0~2s内,物体的加速度a==3m/s2,由图,当P=30W时,v=6m/s,得到牵引力F=
=5N.在0~2s内物体的位移为x1=6m,则拉力做功为W1=Fx1=5×6J=30J.2~6s内拉力做的功W2=Pt=10×4J=40J.所以0~6s内拉力做的功为W=W1+W2=70J.故B正确.
C、在2~6s内,物体做匀速运动,合力做零,则合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等.故C正确.
D、在2~6s内,v=6m/s,P=10W,物体做匀速运动,摩擦力f=F,得到f=F==
.故D错误.
故选ABC
如图1所示,质量为m的物体置于水平地面上,所受水平拉力F在2s时间内的变化图象如图2所示,其运动的速度图象如图3所示,g=10m/s2.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据速度时间图线知,匀加速和匀减速直线运动的加速度大小都为1m/s2.根据牛顿第二定律得:
F-f=ma,f=ma,解得f=5N,m=5kg.则.故A正确.
B、1s末速度最大,拉力的功率最大,P=Fv=10×1=10W.故B正确.
C、物体先做匀加速直线运动,再做匀减速运动,速度不反向.故C错误.
D、第1s内和第2s内的加速度大小相等,反向相反.故D错误.
故选AB.
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