功和功率计算及机车的两种启动方式(定).docx

。第七章 机械能功和功率（2012/2/24）主要内容：1、功和功率的计算；2、变力的功；3、机车的两种启动方式一、选择题1、如图1所示，用力拉一质量为m的物体，使它沿水平匀速移动距离s，若物体和地面间的摩擦因数为，则此力对物体做的功为（ ）AmgsBmgs/（cos+sin）Cmgs/（cos-sin）Dmgscos/（cos+sin）2、如图2所示，质量为m的物块始终固定在倾角为的斜面上，下列说法中正确的是（ ）A若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功B若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgsC若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功masD若斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物块做功m（g+a）s3、从空中以40 m/s的初速平抛一个重力为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g10 m/s2，则物体落地时重力的即时功率为()A400 WB300 WC500 WD700 W 4、如图3所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为的直角劈上，同时用力F向右推劈，使P与劈保持相对静止，在前进的水平位移为s的过程中，劈对P做的功为()图3AFsBmgsinqs/2CmgcosqsDmgtanqs5、质量为m的汽车发动机的功率恒为P，摩擦阻力恒为f，牵引力为F汽车由静止开始，经过时间t行驶了位移s时，速度达到最大值vm，则发动机所做的功为() APt Bfvmt Cfs D EFs二、填空题6、如图4所示，木板质量为M，长为L，放在光滑水平面上，一细绳通过定滑轮将木板与质量为m的小木块相连，M与m之间的动摩擦因数为，现用水平向右的力F将小木块从木板的最左端拉到最右端，拉力至少要做的功是_图47、如图5所示，人拉着细绳的一端由A走到B，使质量为m的物体匀速上升。已知A、B两点间的水平距离为s，细线与水平方向的夹角已在图中标出，不计滑轮的摩擦，人的拉力所做的功_8、用水平拉力拉着滑块沿半径为r的水平圆轨道匀速运动一周，已知滑块的质量为m，滑块与轨道间的动摩擦因数为。此过程中拉力所做的功_三、计算题9、在一段平直公路上，一辆质量m=10t的卡车速度从V1=5m/s均匀增加到V2=15m/s，经过的时间t=50s，如果车在运动时受到的阻力为车重力的k倍，k=0.05，求：（1）发动机的平均功率。（2）在这段路程的时间中点和位移中点发动机的瞬时功率。（g=10m/s2）10、如图6所示，在倾角为的斜面上有一质量为m的物体，一直与斜面保持相对静止求：（1）若物体随斜面水平匀速移动了位s，则斜面对物体做了多少功？（2）若物体随斜面以加速度a移动了位移s，则斜面对物体做了多少功？m11、将一质量为m10 kg的物体，自水平地面由静止开始用一竖直向上的拉力F将其以a0.5 m/s2的加速度向上拉起求：（1）在向上拉动的10s内，拉力F做功的功率；（2）上拉至10 s末，拉力的功率12（12分）如图7所示，用恒力F通过光滑的定滑轮，将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，物体可视为质点，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为和，求绳的拉力F对物体做的功。机车的两种启动方式汽车由静止开始启动的实际过程较为复杂，在高中阶段我们可以把它简化成以下两种方式：一种是以恒定功率启动；另一种是以恒定加速度启动。一、恒定功率启动：当汽车以恒定功率Pe起动时，由知，v增大，F减小；由知a减小，汽车做变加速直线运动。当a=0，即F=f时，汽车达到最大速度，此后汽车做匀速直线运动。二、恒定加速度（恒力）启动：当汽车匀加速起动时，加速度恒定，但v逐渐增大，由P=FV可知P增大，汽车做匀加速直线。当P=Pe时，匀加速运动结束，由知V增大，F减小；由知a减小，汽车做加速度逐渐减小的直线运动。当a=0，即F=f时，汽车达到最大速度，此后汽车做匀速直线运动。【例】 汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，求：（1）汽车以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？（12m/s）（2）汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速运动这一过程能维持多长时间?(16s)对于汽车起动问题，首先要搞清楚是以什么方式起动，然后分析运动过程中各物理量的变化情况，最后根据试题的具体情况进行求解。【练习】1。 一艘轮船发动机的额定功率为1.8105kW，当它的输出功率等于额定功率时达到最大速度，此时它所受的阻力为1.2107N，轮船航行的最大速度是_m/s。2。 汽车发动机的额定功率为80kW，它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为20m/s，那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是（ ）A8000N B4000N C2500N D1600N3。 汽车在平直公路上行驶，它受到的阻力大小不变，若发动机的功率保持恒定，汽车在加速行驶的过程中，它的牵引力F和加速度a的变化情况是（ ）AF逐渐减小，a也逐渐减小 BF逐渐增大，a逐渐减小CF逐渐减小，a逐渐增大 DF逐渐增大，a也逐渐增大4质量为5103 kg的汽车在t0时刻速度v010m/s，随后以P6104 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5103N。求：（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在72s内经过的路程s。5质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变。求：汽车所受阻力的大小。3s末汽车的瞬时功率。汽车做匀加速运动的时间。汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。6。 汽车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4t，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，所受阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2），问：（1）汽车所能达到的最大速度vmax多大?（2）汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度作匀加速直线运动，此过程能维持多长时间?（3）当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少?（4）在10s末汽车的即时功率为多大?答 案1、D 2、ABC 3、B 4、D 5、ABCD6、答案：mmgL7、8、mg(2r)9、 （1） （2）时间中点瞬时功率位移中点的瞬间功率10、（1）斜面对物体所做的功为W总WNWf0（2）W总WNWfmas11、（1） W262.5 W（2）PFvcosFatcos01050.510 W525 W12、略机车的启动答案1、答案：152、答案：B3、答案：A4、答案：（1）vm=24m/s ； （2）s1