2018-2019学年浙江高中物理第七章机械能守恒定律3功率学案新人教必修

的前置电机联动，实现超跑级别的加速表现，仅需2.7 s，即可从静止加速至100 km/h.假设驾驶员与车总质量为2 200 kg，则在此加速过程中下列说法中正确的是( ) A．合力做功约为8.5×10 J B．牵引力做功约为8.5×10 J C．合力做功的平均功率约为3 150 kW D．牵引力做功的平均功率约为3 150 kW 答案 A

解析 v＝100 km/h≈27.8 m/s

55

vF合＝ma＝m≈2.265×104 N

tvl＝t＝37.53 m

2

W合＝F合l≈8.5×105 J WP合＝≈3.15×105 W＝315 kW

t牵引力功率大于合外力的功率，选项A正确，选项B、C、D错误．

10．质量为2 t的汽车，发动机的功率为30 kW，在水平公路上能以54 km/h的最大速度行驶，如果保持功率不变，汽车速度为36 km/h时，汽车的加速度为( ) A．0.5 m/s C．1.5 m/s 答案 A

解析 当牵引力和阻力相等时，汽车的速度最大，最大速度为vm＝54 km/h＝15 m/s，由P＝Fvm

22

B．1 m/s D．2 m/s

2

2

P30 000

＝Ffvm可得，阻力Ff＝＝ N＝2 000 N

vm15

速度为v＝36 km/h＝10 m/s时汽车的牵引力为：

PF＝＝3 000 N v由牛顿第二定律可得F－Ff＝ma， 所以a＝故选A.

11.(2017·余姚中学高一第二学期期中考试)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5所示．已知汽车的质量为m＝1×10 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍，g＝10 m/s，

3

2

F－Ff3 000－2 00022

＝ m/s＝0.5 m/s， m2 000

则以下说法正确的是( )

图5

A．汽车在前5 s内的牵引力为6 000 N B．汽车速度为30 m/s时的加速度为4 m/s C．汽车的额定功率为20 kW D．汽车的最大速度为40 m/s 答案 A

2022

解析 由速度－时间图象知，匀加速运动的加速度大小a＝ m/s＝4 m/s，根据牛顿第二定律

5得F－Ff＝ma，解得牵引力F＝Ff＋ma＝2 000 N＋4 000 N＝6 000 N，故A正确；汽车的额定功率P＝Fv＝6 000×20 W＝120 000 W＝120 kW，汽车在30 m/s时的牵引力F′＝N＝4 000 N，根据牛顿第二定律得，加速度a′＝

2

P120 000

＝ v′30

F′－Ff4 000－2 00022

＝ m/s＝2 m/s，故m1 000

P120 000

m/s＝60 m/s，

Ff2 000

B、C错误；当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度vm＝＝故D错误． 二、非选择题

12．(功率的计算)质量m＝5 kg的物体，在水平力F＝10 N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，求： (1)力F在2 s内对物体所做的功； (2)力F在2 s内对物体所做功的平均功率； (3)在2 s末力F对物体做功的瞬时功率． 答案 (1)40 J (2)20 W (3)40 W

解析 物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可求出加速度．

13.(功率的计算)(2018·浙江省9＋1高中联盟第二学期期中考试)起重机将一质量为1.0×10 kg的货物竖直向上吊起，货物运动的v－t图象如图6所示，求：

3

图6

(1)整个过程中货物上升的高度； (2)减速过程中货物的加速度大小； (3)加速过程中起重机拉力的平均功率． 答案 (1)14 m (2)0.5 m/s (3)1.1×10 W

解析 (1)由v－t图象中图象与时间轴围成的面积即为货物在该段时间内的位移， 1

所以：x＝×(4＋10)×2 m＝14 m

2(2)由公式：a＝

2

4

vt－v0

t2

可得：a＝－0.5 m/s

故减速过程中货物的加速度大小为0.5 m/s (3)由题图可知加速过程中：a′＝1 m/s 由牛顿第二定律得：

2

2

F牵－mg＝ma′

解得：F牵＝1.1×10 N 由P＝F牵v得：

4

P＝1.1×104 W