物理功率练习1.质量为m的木块放在光滑水平面上,在水平力F的作用下从静止开始运动,则开始运动时间t后F的功率是()。
A. B. C. D.
2.一辆小车在水平路面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车受到的牵引力F和阻力f随时间的变化规律如图所示,则小车所受的牵引力的功率随时间变化的规律是()。
3.(2011福建宁波高三模拟,18)近年我国高速铁路技术得到飞速发展,2010年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486.1千米,刷新了世界记录,对提高铁路运行速度的以下说法,错误的是()。
A.减少路轨阻力,有利于提高列车最高时速
B.当列车保持最高时速行驶时,其牵引力与阻力大小相等
C.列车的最高时速取决于其最大功率、阻力及相关技术
D.将列车车头做成流线形,减小空气阻力,有利于提高列车功率
4.如图所示是健身用的跑步机示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法正确的是()。
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B.人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv
D.人对皮带做功的功率为fv
5.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其vt图象如图所示。已知汽车的质量为m=2103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10 m/s2,则()。
A.汽车在前5 s内的牵引力为4103 N
B.汽车在前5 s内的牵引力为6103 N
C.汽车的额定功率为60 kW
D.汽车的最大速度为30 m/s
6.(2010上海综合,43)纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920 kg,在16 s内从静止加速到100 km/h(即27.8 m/s)。受到恒定的阻力为1 500 N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为____N。当E1概念车以最高时速120 km/h(即33.3 m/s)做匀速直线运动时,其动力系统输出的功率为____kW。
7.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下技术指标:
规格
车型 26型电动自行车
整车质量 30 kg
最大载重 120 kg
额定输出功率 120 W
额定电压 40 V
额定电流 3.5 A
质量为M=70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力Ff恒为车和人总重的0.02倍,g取10 m/s2。则在电动自行车正常工作时,人骑车行驶的最大速度为多少?
8.图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求:
(1)起重机允许输出的最大功率;
(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。
答案与解析
1. 答案:C
2. 答案:C
3. 答案:D
4. 答案:AD
5. 答案:BCD
解析:由题图象知前5 s的加速度 ,由牛顿第二定律知前5 s内的拉力F=kmg+ma,得F=(0.1210310+21032) N=6103 N,故B对,A错,又5 s末达额定功率P=Fv5=610310 W=6104 W=60 kW,最大速度 ,故C、D两项正确。
6. 答案:3.1103 50
解析:在加速阶段由匀变速运动公式得:v=at①
根据牛顿第二定律得F-f=ma②
联立①②代入数据解得F=3.1103 N③
当E1概念车做匀速直线运动时P=Fv=fvm=50 kW。④
7. 答案:6 m/s
解析:从电动自行车铭牌上获得的有用信息为:整车质量为30 kg,额定输出功率为120 W。分析知电动自行车在额定功率下行驶时,当牵引力与阻力相等时,即F=Ff速度达最大值。
设车的质量为m,由题意知,地面对车的阻力为Ff=k(M+m)g,当车达到最大速度时,应有P=Fvmax=k(M+m)gvmax,解得vmax=6 m/s。
8. 答案:(1)5.1104 W (2)5 s 2.04104 W
解析:(1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力。
P0=F0vm①
F0=mg②
代入数据,得P0=5.1104 W。③
(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有:
P0=Fv1④
F-mg=ma⑤
v1=at1⑥
由③④⑤⑥,代入数据,得t1=5 s⑦
t=2 s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则
v2=at⑧
P=Fv2⑨
由⑤⑧⑨,代入数据,得P=2.04104 W。⑩
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