发布时间 : 星期一 文章第五章机械能更新完毕开始阅读b44e815714791711cc791798
（2）汽车能达到的最大速度。
【分析】汽车以恒定的功率行驶时，根据公式P＝Fv，牵引力F与汽车的瞬时速度vt之积应保持不变，因而随着速度的增加，牵引力将逐渐减小。由于阻力是恒定的，所以汽车的加速度将逐渐减小，汽车虽然还在加速，但速度增加得慢了。当牵引力减小与阻力相等时，加速度减为零，汽车达到最大速度vmax，其后汽车以最大速度vmax做匀速运动。
【解答】（1）当汽车速度达到5m/s时，有
P50×103
F＝v ＝5 ＝1×104N，
F－F阻1×104－2×10322a＝m ＝ m/s＝4m/s。 2000（2）当牵引力等于阻力时速度最大，即
50×103PF＝F阻，vmax＝ ＝ m/s＝25m/s。
F阻2×103四、基本训练 A组
1．关于功率的物理意义，以下说法正确的是（ ）。
（A）反映做功的多少 （B）反映做功时间的长短 （C）反映做功的快慢 （D）反映做功时力的大小
2．某同学从一楼到二楼，第一次是走上去，第二次是跑了一半路再走上去，则下列说法中正确的是（ ）。
（A）两次做的功不相同，功率也不相同 （B）两次做的功相同，功率也相同
（C）两次做的功相同，第一次的功率比第二次的大 （D）两次做的功相同，第二次的功率比第一次的大
3．掘土机在1h内能把180 t的砂土匀速送到6m高的地方去，它的功率为________。
4．一台起重机的输出功率是5.0×104W，若用它将2.0t的水泥预制件匀速吊起10m，需要的时间是________。
5．额定功率为1.8×105kW的轮船，以最大的速度航行时，所受阻力为1.2×107N，则轮船的最大航行速度为______m/s，此时牵引力大小为______N。
6．一个60 kg的人站在电梯内，在电梯从静止起以2m/s2加速度向上运动4m的过程中，电梯对人做的功为________J，平均功率为_______W。
7．卡车在水平公路上行驶，发动机的牵引力是2×103N，它在1h内行驶了54km。求它在这段时间内的平均功率。如果卡车发动机的额定功率是66kW，它以最大速度匀速行驶时受到的阻力是3×103N，求这辆卡车的最大速度。
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8．一举重运动员在图5－14所示的抓举过程中，将150kg的杠铃提高了63cm，所用的时间是0.8s。这一过程中举杠铃的平均功率是多大？
B卷
9．在光滑的水平面上，用一水平方向的恒力F，使质量为m的物体，从静止开始沿直线运动，在ts末，力F的瞬时功率为（ ）。 Ft（A）2m
10．右表列出某种型号轿车的部分数据，依据表中数据回答下列问题： （1）该车以最高速度运行时，轿车的牵引力为多大？
（2）如果把该车速度由0增大到100 km/h的加速过程看做匀加速直线运动，则汽车在这过程中的加速度为多大？ ××型轿车（部分数据） 长/mm×宽/mm×高/mm 净重/kg 传动系统 发动机型式 发动机排量/L 最高时速/km·h-1 0～100km/h的加速时间/s 最大功率/kW 4871×1835×1460 1500 前轮驱动与挡变速 直列4缸 2.2 232 9.9 152
F2t（B）2m
F2t（C）m
Ft（D）m
11．额定功率为40kW的起重机，竖直向上匀速起吊2t的重物，则该物体的最大速度是 m/s，如果该物体被匀速吊起的速度为1.5m/s，起重机的实际功率为______kW。
12．人们在装修房间时，常常听到电刨在刨地板是发出的尖叫声，这种尖叫声的音调是变化的，则是高速旋转的刨刀片与木板发生相互作用时发出的，请用有关功率的知识解释音调高低变化的原因。（设电刨工作时功率不变）
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C 动能
一、学习要求
理解动能的概念，理解动能与质量、速度的关系。知道动能是标量，记住动能的单位。理解力对物体做功可以改变物体的动能。通过对动能表达式的研究，经历实验探究和理论分析这两种过程，从动能的利用和危害体验辨证的思想。
二、要点辨析
1．正确理解动能的概念
动能是指物体因运动而具有的能。动能是一个描述物体状态的量，即动能是对某一时刻而言的，而非对应于某一段时间。动能是标量，即与物体速度的方向无关，而只与速度的大小有关。动能永远不会为负值。
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动能的大小取决于物体的质量和速度。由Ek＝2 mv2可知：当速度相同时，动能与质量成正比；而当质量不变时，动能与速度平方成正比。所以，当速度增加相等的量时，动能的增加量却不相等，如速度分别从0变到1m/s，再从1m/s变到2m/s时，其对应的动能增加量却不相等，其动能增加量之比为1∶3。
2．认识直接测量与间接测量方法
在实验中物理量的测量有直接测量和间接测量两种。直接测量是指把待测的量与一个标准（如一把米尺）作比较，或由一部经过定标的仪器（如一个电压表）来测量。间接测量指的是通过被测量与其他有关量的关系，测出其他有关量，然后间接推算出被测量。
物理学中大量的物理规律把一个量与其他量联系起来，这就为我们进行间接测量提供了可靠的依据。
本节中动能的测量，就是通过对阻力Ff和位移s的测量来实现的。
三、例题分析
【例】某通信卫星的质量大约为2700kg，通信卫星在地球赤道上空约36000km的圆形轨道上围绕地球运行，与地球自转同步，其运动周期等于地球的自转周期，故又叫做同步卫星，地球半径为6370km，试估算这颗通信卫星在正常运行时的动能。
【分析】要计算卫星的动能，就要求它的速度，因为它是同步通信卫星，所以其做匀速圆周运动的周期就为地球自转周期，其圆周半径为地球半径与卫星离地高度之和。
【解答】卫星运动速度
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2π（R＋h）2π×（6370＋36000）×102v＝ ＝ m/s≈3080m/s。 T24×3600则卫星的动能
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Ek＝2 mv2＝2 ×2700×30802J≈1.28×1010J。
四、基本训练 A组
1．关于动能，下列说法中正确的是（ ）。
（A）甲物体向东运动，动能大小为200J；乙物体向南运动，动能大小为200J。这两个物体的动能不相同
（B）做匀速圆周运动的物体具有变化的动能 （C）做匀加速直线运动的物体的动能是变化的 （D）物体下落时具有向下的动能
2．一个氮分子，质量为4.65×10-26kg，速度为500m/s，它的动能是_____J。
3．一个从阴极射出的质量为9.1×10-31kg的电子，若它具有4.1×10-16J的动能，那么电子的速率是______。
4．图5－15所示为我国“神舟’’号飞船返回舱，它的质量约是3×103kg，返回进入大气层时的速度约是8km/s，此时它的动能是多大？
5．挥动的锤子能把钉子敲进木板，也能把钢板敲平。若锤子的速度不变，质量增大为原来的2倍，则锤子的动能变为原来的_______倍；若锤子的质量不变，速度减小为原来的一半，锤子动能将变为原来的_______倍。
6．一个质量为0.45kg的足球，以5m/s的速度开始在草地上运动，经过1m位移后停下，求开始时足球的动能，以及足球克服草地阻力所做的功。
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