发布时间 : 星期五 文章2020版高考物理大二轮复习优选习题 专题二 能量与动量 提升训练6 功、功率更新完毕开始阅读fd7ec87e094c2e3f5727a5e9856a561252d321f8
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(3)在0~3 s内电动机所做的功。
13.汽车发动机的额定牵引功率为60 kW,汽车质量为5 t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的,试问:(g取10 N/kg)
(1)汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少?
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(2)若汽车从静止开始,保持以0.5 m/s的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?
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提升训练6 功、功率
1.B 解析 由于斜面光滑,斜面对物体的作用力是弹力,总是垂直于接触面,由于斜面后退,小物块对地位移与接触面不平行且与弹力的夹角为钝角,所以斜面对小物块的弹力做负功,B正确。
2.A 解析 一个鸡蛋大约50 g,根据人的身高估测鸡蛋抛出的高度大约为60 cm,则将一只鸡蛋抛出的过程
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中,对鸡蛋做的功约等于鸡蛋重力势能的增加量,即W=mgh=50×10×10×60×10 J=0.3 J,A正确。
3.A 解析 每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,则她每一次克服重力做的功:W=率约为P=4.D
mgh=×50×10×0.3 J=90 J,1 min内克服重力所做的功:W总=50W=50×90 J=4 500 J,相应的功
W=75 W,故A正确,B、C、D错误。
时刻,物体刚被拉动,有F0=μmg,则μ=,A错误;在t0时刻加速度大于
5.D 解析 由题图知在
,B错误;物体在t0时刻的合力F=2F0-μmg=F0,功率P=Fv0=F0v0,C错误;t0~2t0时间内,加速度为
a=联立得
,2t0时刻的速度为v'=v0+at0,t0~2t0时间内的平均速度,平均功率=2F0,
=F0,D正确。
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6.C 解析 由题知,2aL=(5v)-0,故a=,A错误;设磁场力为F,则F=ma=,故C正确。
,磁场力做功
W=F·L=7.D
,故B、D错误;磁场力做功的最大功率Pm=F·vm=8.D 解析 电动机在正常工作时输出的功率为160 W,故A错;Ff==16 N,故B错;在额定电压下,电动
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机卡死,电流大于5 A,故功率大于200 W,故C错;W=UIt=7.2×10 J,故D对。
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9.答案 (1)a1=3 m/s,a2=10 m/s (2)50 m/s (3)23.2 元 可以从行驶费用、环保和减排等角度说明 解析 (1)加速过程的加速度大小
=3 m/s2
制动过程满足2(-a2)x=2
解得加速度大小a2=10 m/s。 a1=
(2)当汽车的速度达到最大时,汽车受到的牵引力与阻力相等。 满足Pm=Ffvm,即Pm=kmg 解得vm=50 m/s。
(3)以最大速度行驶过程中,克服阻力所做的功 Wf=Ffl=kmgvml
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代入数据,解得Wf=1.5×10 J
消耗电能E=≈1.667×10 J≈46.3 kW·h 所以,以最大速度行驶100 km的费用 Y=46.3×0.5元=23.15元≈23.2元
可以从行驶费用、环保和减排等角度说明。
10.答案 (1)H=16.2 m,t0≈3.6 s (2)甲在绳索中点处速度最大,vm≈10.39 m/s (3)110 s 解析 (1)救生圈做平抛运动时间为t,有H=Htanθ=v0t ②
设人下滑时间为t0,由题意知t0=2t 联立①②③得H=16.2 m,t0≈3.6 s。 (2)由几何关系得绳索长
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gt2 ③
①
l=≈18.7 m④
因加速过程与减速过程的加速度大小相等,所以,甲在绳索中点处速度最大, 由
vmt0=l ⑤
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得vm=≈10.39 m/s。
⑥ m'vm'2
⑦
(3)加速过程有P额t'-Ffs=加速到最大速度时vm'= ⑧ 联立⑦⑧解得t'=110 s。
11.答案 (1)1 950 m (2)2.04 kg
解析 (1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t1,距离为s1;在匀速直线运动阶段所用的时间为t2,距离为s2,速度为v;在匀减速直线运动阶段所用的时间为t3,距离为s3;甲站到乙站的距离为s。则
s1=vt1① s2=vt2②
s3=vt3③ s=s1+s2+s3④
联立①②③④式并代入数据得s=1 950 m。⑤
(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F,所做的功为W1;在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P,所做的功为W2。设燃油公交车与该列车从甲站到乙站做相同的功W,排放气态污染物的质量为m。则
W1=Fs1⑥ W2=Pt2⑦ W=W1+W2⑧
m=(3×10-9 kg·J-1)·W⑨
联立①⑥⑦⑧⑨式并代入数据得 m=2.04 kg。⑩
12.答案 (1)100 W (2)10 m/s (3)250 J
解析 (1)设物体的质量为m,在时间t1=1 s内,做匀加速直线运动的加速度大小为a,1 s末物体的速度大小达到v1,此过程中,细线拉力的大小为F1,则根据运动学公式和牛顿第二定律可得v1=at1,F1-mgsin30°=ma
其中由题图可知v1=5 m/s
在1 s末设电动机的输出功率为P,则由功率公式可得P=F1v1
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联立解得a=5 m/s,P=100 W。
(2)当物体达到最大速度vm后,设细绳的拉力大小为F2,由牛顿第二定律和功率的公式可得F2-mgsin30°=0,P= F2vm
联立解得vm=10 m/s。
(3)在时间t1=1 s内,物体的位移为x,电动机做的功为W1,则由运动学公式及动能定理有x=,W1-mgxsin30°=,解得W1=50 J
设在时间t=3 s内电动机做的功为W,则W=W1+P(t- t1)=250 J。 13.答案 (1)12 m/s (2)16 s 解析 (1)当a=0时,速度最大,此时F=Ff=×5 000×10 N=5 000 N,则vm= m/s=12 m/s。 m/s=8
(2)牵引力F=Ff+ma=5 000 N+5 000×0.5 N=7 500 N,匀加速运动的末速度v=m/s,t= s=16 s。