功率答案
- 格式:docx
- 大小:302.94 KB
- 文档页数:11
2012-2013学年度???学校5月月考卷1.铁路提速要解决许多技术问题,其中提高机车牵引力功率是一个重要问题。
已知列匀速运动时,列车所受阻力与速度的平方成正比,即2f kv 。
设提速前最大速度为80/km h ,提速后最大速度为120/km h ,则提速前与提速后,机车牵引力的功率之比为( )A B C D 2.如图,细线的一端固定于O 点,另一端系一小球,在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点,在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是A .逐渐增大B .逐渐减小C .先增大,后减小D .先减小,后增大3.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度—时间图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图中的哪一个?4.一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,之后保持以额定功率运动.其v —t 图象如图所示.已知汽车的质量为m =2×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,则以下说法正确的是 ( )A.汽车在前5 s 内的牵引力为4×103 NB.汽车在前5 s 内的牵引力为6×103 NC.汽车的额定功率为60 kWD.汽车的最大速度为30 m/s 5.在某一高处的同一点将三个质量都相等的小球,以大小相等的初速度分别竖直上抛、平抛和竖直下抛,不计空气阻力,则以下叙述中正确的是( ) A.从抛出到落地的过程中,重力对它们做的功相等 B.三个球落地时的重力的瞬时功率相等 C.同一时刻,三个球的动能一定相等D.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功的平均功率相等6.如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A 沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B 自由下落,最后到达同一水平面,则( )A.重力对两物体做的功相同B.重力的平均功率相同C.到达底端时重力的瞬时功率P A<P BD.到达底端时两物体的速度相同7.如图所示,粗糙水平面上放置有。
一个滑块,质量为M,其内部带有一光滑的半圆形凹槽;一质量为m的小球在凹槽内部往复运动,滑块始终静止不动;在小球由静止开始从凹槽右端最高点滑向最低点的过程中,下列说法正确的是()A.地面对滑块的摩擦力方向向左B.小球始终处于超重状态C.地面对滑块的支持力大小等于(M+m)g D.小球重力的功率逐渐增大8.下列各图是反映汽车以额定功率P额从静止开始匀加速启动,最后做匀速运动的过程中,其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像,其中正确的是9.一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用,初速度为v0,在一段时间内的速度随时间变化情况如图所示。
则拉力的功率随时间变化的图像是下图中的(已知t1秒后速度图线平行于横轴):10.如图所示,为轿车五挡手动变速器,下表列出了某种型号轿车的部分数据:轿车中有用于改变车速的排挡,手推变速杆可达到不同挡位,可获得不同的运行速度,若从一挡到五挡速度逐渐增大,下列说法中正确的是A.若该车要以最大动力上坡,变速杆应推至五挡B.当该车在水平路面上以额定功率和最高速度运行时,轿车的牵引力为3000 N C.若该车在水平路面上以额定功率行驶,则当速度v=72 km/h时加速度为10/3m/s2 D.若把0~72 km/h的加速过程视为匀加速直线运动,则此过程中轿车的加速度为2 m/s211.一质量为M的直木棒,悬挂在O点。
一只质量为m的猴子抓住木棒,如图所示。
剪断悬挂木棒的细绳,木棒开始下落,同时猴子开始沿木棒向上爬。
设一段时间内木棒的下落是沿竖直方向,并且猴子对地的高度保持不变。
忽略空气阻力。
则图所示的4个图象中哪个能定性地反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系?(1)该车以最高速度行驶时轿车的牵引力为多少?(2)假设轿车行驶中受到的阻力恒定,该车以最大功率由静止开始行驶5分钟开出的路程(认为车子已达到最大速度)?(3)轿车以最大功率行驶,求轿车速度为20m/s时的加速度?13.发动机额定输出功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度是40m/s。
汽车的质量为2.0×103kg。
如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小是2m/s2,发动机的输出功率达到额定功率之后保持不变,运动过程中阻力不变.求:(1)汽车受到的阻力多大?(2)汽车维持匀加速运动的时间是多少?(3)5s末、15s末汽车的瞬时功率各多大?14.一列火车质量是1000t,由静止开始以额定功率沿平直轨道向某一方向运动,经1min 前进900m时达到最大速度,设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍,求:(g=10m/s2)(1) 火车行驶的最大速度;(2) 火车的额定功率;(3) 当火车的速度为10m/s时火车的加速度.15.一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。
若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0m/s2。
达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶。
试求:(1)汽车的最大行驶速度;(2)当汽车的速度为32m/s时的加速度;(3)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。
16.电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的物体。
绳的拉力不能超过120N,电动机的功率不能超过1200W,要将此物体由静止起,用最快的方式将物体吊高90m(已知物体在被吊高90m以前已开始以最大速度匀速上升),所需时间为多少?(g取10 m/s2)参考答案1.C 【解析】试题分析:当匀速行驶时,牵引力等于阻力,则功率3P Fv fv kv ===,故选C考点:功率的计算;点评:关键是根据题中信息推导出公式3P Fv fv kv ===2.A【解析】试题分析:因为小球是以恒定速率运动,即它是做匀速圆周运动,那么小球受到的重力G 、水平拉力F 、绳子拉力T 三者的合力必是沿绳子指向O 点。
设绳子与竖直方向夹角是θF 与G 的合力必与绳子拉力在同一直线上)得F Gtan θ=而水平拉力F 的方向与速度V 的方向夹角也是θ,所以水平力F 的瞬时功率是P FVcos θ水平=即P Gtan Vcos GV sin θθθ水平 =()=显然,从A 到B 的过程中,θ是不断增大的,所以水平拉力F 的瞬时功率是一直增大的。
A 正确。
故选A 。
考点:功率、平均功率和瞬时功率.点评:解决本题的关键掌握瞬时功率的表达式P=Fvcosθ,知道瞬时功率与平均功率的区别. 3.B 【解析】试题分析:钢索拉力的功率P=Fv ,根据速度图象分析重物的运动情况,根据牛顿第二定律得出拉力与重力的关系,再由功率公式得出功率与时间的关系式,选择图象.在0-t 1时间内:重物向上做匀加速直线运动,设加速度大小为a 1,根据牛顿第二定律得:F-mg=ma 1,F=mg+ma 1,拉力的功率P 1=Fv=(mg+ma1)a 1t ,m 、a 1均一定,则P 1∝t . 在t 1-t 2时间内:重物向上做匀速直线运动,拉力F=mg ,则拉力的功率P 2=Fv=mgv ,P 2不变,根据拉力的大小得到,P 2小于t 1时刻拉力的功率.在t 2-t 3时间内:重物向上做匀减速直线运动,设加速度大小为a 2,根据牛顿第二定律得:mg-F=ma 2,F=mg-ma 2,拉力的功率P 3=Fv=(mg-ma 2)(v 0-a 2t ),m 、a 2均一定,P 3与t 是线性关系,随着t 延长,P 3减小.t 3时刻拉力突然减小,功率突然减小. 故选B考点:匀变速直线运动的图像.点评:运动学中的图像专题.分析:点评:根据物理规律得到功率与时间的解析式,再选择图象,是经常采用的方法和思路. 4.BCD 【解析】试题分析:前5s 内,由图22/a m s =,由牛顿第二定律F f ma -=,求得333 0.1210102102610F f ma N N =+=⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯() 故A 错误.B 正确.车在5s末功率达到额定功率,36101060P Fv W kW ==⨯⨯=.故C 正确.当汽车速度最大时,牵引力与阻力大小相等,即F F =阻,最大速度D 正确. 故选BCD考点:功率的计算点评:本题考查读图能力和分析汽车启动过程的能力,抓住汽车速度最大的临界条件:牵引力与阻力大小相等. 5.A 【解析】试题分析:三个小球落地时下落的高度相同,所以重力做功相同,A 正确;根据动能定理落地时速度与竖直方向有夹角,根据P mgvcos θ=,知平抛运动的物体落地时重力的功率小于竖直上抛和下抛的物体.故B 错误,上抛运动先做减速运动,后做自由落体运动,平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,速度是水平和竖直方向上速度的矢量和,下抛运动是初速度不为零的匀加速直线运动,所以同一时刻小球的速度不同,故动能不同,C 错误;三个小球在整个过程中重力做功相等,平抛运动的时间等于自由落体运动的时间,可知竖直上抛运动的时间最长,竖直下抛运动的时间最短,知重力做功的平均功率不同.D 错误 故选A考点:功率、平均功率和瞬时功率;功的计算.点评:本题关键在于沿不同方向抛出的小球都只有重力做功,机械能守恒;同时可以根据运动学公式判断运动总时间的长短. 6.AC 【解析】试题分析:由于质量相等且高度变化相同,所以重力做功相同,故A 正确;两物体重力做功相等,由于时间的不一,所以重力的平均功率不同.故B 错误;由于质量相等,高度变化相同,所以到达底端时两物体的动能相同,速度大小相同,但速度方向不同,A 物体在竖直方向的分速度小于B 的速度,所以A B P P <,C 正确,D 错误故选AC考点:动能定理的应用;功的计算;功率、平均功率和瞬时功率.点评:重力做功决定重力势能的变化与否,若做正功,则重力势能减少;若做负功,则重力势能增加.而重力的平均功率与瞬时功率的区别是:平均功率是做功与时间的比值,瞬时功率是力与速度在力的方向上的速度乘积. 7.A【解析】小球沿光滑曲面下滑的过程中,受到重力和支持力,只有重力做功,机械能守恒,势能减小,故动能增加;对小球和滑块整体受力分析,根据牛顿第二定律列式分析地面对滑块的摩擦力和支持力的情况;根据瞬时功率表达式判断瞬时功率情况.解:A、C、小球沿光滑曲面下滑的过程中,速度不断增加,对整体受力分析,受到重力、支持力和向左的静摩擦力,如图根据牛顿第二定律,有f=ma x(M+m)g-N=ma y解得N=(M+m)g-ma y<(M+m)g故A正确,C错误;B、小球加速下降,处于失重状态,故B错误;D、小球重力的功率等于重力和重力方向的分速度的乘积,由于最低点速度水平,竖直方向的分速度为零,故小球加速下滑到最低点的过程中,竖直方向的分速度先增大,和减小,故重力的瞬时功率先变大后变小,故D错误;故选A.8.ACD【解析】考点:功率、平均功率和瞬时功率;匀变速直线运动的图像;牛顿第二定律.分析:汽车以恒定牵引力启动时,汽车开始做匀加速直线运动,由P=Fv可知汽车功率逐渐增大,当达到额定功率时,随着速度的增大,牵引力将减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,当牵引力等于阻力时,汽车开始匀速运动,明确了整个汽车启动过程,即可正确解答本题.解答:解:汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动,当达到额定功率时,匀加速结束,然后做加速度逐渐减小的加速运动,直至最后运动运动.开始匀加速时:F-f=ma设匀加速刚结束时速度为v1,有:P额=Fv1最后匀速时:F=f,,有:F额=Fv m由以上各式解得:匀加速的末速度为:v1= P额/(f+ma),最后匀速速度为:v m= P额/f.在v-t图象中斜率表示加速度,汽车开始加速度不变,后来逐渐减小,故A正确;汽车运动过程中开始加速度不变,后来加速度逐渐减小,最后加速度为零,故B错误;汽车牵引力开始大小不变,然后逐渐减小,最后牵引力等于阻力,故C正确;开始汽车功率逐渐增加,P=Fv=Fat,故为过原点直线,后来功率恒定,故D正确.故选ACD.点评:对于机车启动问题,要根据牛顿第二定律和汽车功率P=Fv进行讨论,弄清过程中速度、加速度、牵引力、功率等变化情况.9.C【解析】0—t1时间内,物体做匀减速直线运动,则F<f,拉力的功率P=FV,所以可知功率与速度成正比,t1时刻之后物体做匀速直线运动,则F=f ,t1时刻拉力增大速度不变,所以功率突然增大,之后不变,故C 正确 故选C 10.CD【解析】由公式Fv P =知:在一定功率情况下,速度越高的挡位牵引力越小,故A 选项错误;水平路面上以额定功率和最高速度运行时,牵引力与阻力平衡f F =,结合表格中数据可知:此时的牵引力)N (20006.3/252140000====m v P f F 故B 选项错误;水平路面上以额定功率行驶,速度v="72" km/h 时,此时刻的牵引力为)N (70006.3/7214000011===v P F ,此时刻的加速度由牛顿第二定律可得:)m/s (310150020007000211=-=-=m f F a ;若把0~72 km /h 的加速过程视为匀加速直线运动,表格中已知加速时间1t 为10s ,则平均加速度为)m/s (2106.3/72211===t v a ,故C 、D 选项正确。