1、3 功率演练提升夯基达标1.关于功率,下列说法正确的是( ) A.由可知,只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率 B.由P=Fv可知,汽车的功率一定与它的速度成正比 C.由P=Fv可知,牵引力一定与速度成反比 D.当汽车功率P一定时,牵引力一定与速度成反比 解析:由计算出的是时间t内的平均功率,A错误;由P=Fv可知,只有当F一定时,汽车的功率与它的速度成正比,B错误;由P=Fv可知,只有当P一定时,牵引力与速度成反比,C错误,D正确。 答案:D 2.设在平直的公路上一位高一学生以一般速度骑自行车(大约5 m/s),所受阻力约为车、人总重力的0.02倍,则骑车人的功率最接近于( ) A.
2、 kWB. kW C.1 kW D.10 kW 解析:学生和自行车的总质量约为100 kg,当匀速行驶时,人对自行车的力与地面对自行车的阻力相等,所以骑车人的功率为v=kmgv=100kW。 答案:A 3.质量为m的汽车,起动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为v,那么当汽车的车速为时,汽车的瞬时加速度的大小为( ) A.B. C. D. 解析:汽车受到的阻力当速度为时,汽车的牵引力为根据牛顿第二定律得答案:C 4.求做平抛运动的物体在前t秒内的重力的平均功率,t秒末重力的瞬时功率。 解析: cos。 答案:平均功率 瞬时功率
3、 5.拖拉机的输出功率是2. W,已知拖拉机的三个档的速度分别为36 km/h、46 km/h和54 km/h。则拖拉机在采用这三档速度时的牵引力各为多大? 解析:根据P=Fv,得代入已知数据可求。 答案:2. N 2. N 1. N 能力提升6.质量为m、额定功率为P的汽车在平直公路上行驶。若汽车行驶时所受阻力大小不变,并以额定功率行驶,汽车最大速度为当汽车以速率行驶时,它的加速度是多少? 解析:速度最大时,牵引力最小,在量值上等于阻力。所以以速率运动时,由牛顿第二定律有 =ma 其中 得。 答案: 7.一杂技运动员骑摩托车沿着一竖直圆轨道(如图所示)做特技表演,若车的速率恒为20 m/s,
4、人与车质量之和为200 kg,轮胎与轨道间的动摩擦因数为.1,车通过最低点A时,发动机的功率为12 kW,则车通过最高点B时发动机的功率为多大?(g取10 m/s 解析:因为车速率恒定,故在A点及B点车所受的摩擦力等于此位置车的发动机输出的动力。在A点 N=6. N 分析在A点车受力,由牛顿第二定律得 所以 在B点 因为所以 . N N 所以 N 故在B点,车的功 kW。 答案:8 kW 8.汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶,在时刻司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到时刻汽车又开始做匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。则在的这段时间内 ( ) A.汽
5、车的加速度逐渐减小 B.汽车的加速度逐渐增大 C.汽车的速度先减小后增大 D.汽车的速度逐渐增大 解析:时刻前即摩擦力;时刻可见,牵引力又即可得负号表示加速度方向与速度方向相反,汽车做减速运动;时间内,发动机功率保持不变,速度继续减小,选项C、D错误;根据可知,当速度减小,功率不变时,牵引力F逐渐增大,由=ma,即可知,加速度a逐渐减小,A正确,B错误。 答案:A 9.如图甲、乙中是一质量 kg的公共汽车在t=0和t=4 s末两个时刻的两张照片。当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。图丙是车内横杆上悬挂的手拉环的图象,测得。根据题中提供的信息,无法估算出的物理量是( ) A
6、.汽车的长度 B.4 s内汽车牵引力所做的功 C.4 s末汽车的速度 D.4 s末汽车合外力的瞬时功率 解析:根据题图丙,通过对手拉环受力分析,结合牛顿第二定律可知,汽车的加速度为a=gtan m/s所以,t=4 s末汽车的速度 m/s,选项C可估算;根据图甲、乙可知,汽车的长度等于4 s时汽车的位移,即m,选项A可估算;因为4 s末汽车的瞬时速度可求出,汽车的合外力F=ma也可求出,所以汽车在4 s末的瞬时功率为P=Fv也可估算,即选项D可估算;因为不知汽车与地面间的摩擦力,所以无法估算4 s内汽车牵引力所做的功,选项B符合题意。 答案:B 拓展探究10.铁路提速要解决许多技术问题。通常情况下,列车阻力与速度平方成正比,即。列车要跑得快,必须用大功率的机车来牵引。 (1)试计算列车分别以120 km/h和40 km/h的速度匀速行驶时,机车功率大小的比值。 (2)除(1)中提及的问题外,还有许多其他技术问题需要解决。例如:为了减少列车在高速行驶中的震动,需要把原先的有接缝轨道改为无接缝轨道。请你再举一例,并简要说明。 解析:(1)列车匀速运动时牵引力F与阻力相等, 即f,而则代入120 km/h40 km/h,可得 。 (2)在轨道(弯道)半径一定的道路上,火车速度越大,所需向心力越大,通过增大弯道半径可以减小所需向心力。 答案:见解析