内容正文:
第六章 机械能及其守恒定律
第1讲 功和功率
一、 单项选择题
1.(2022·广东省3月大联考)某电动汽车在水平公路上以大小为v的速度匀速前进,电动汽车行驶时所受的阻力大小不变,为f.若使电动汽车的功率变为原来的2倍,则电动汽车再次匀速前进时,其( )
A.牵引力大小为2f B.牵引力大小为
C.速度大小为2v D.速度大小为
2.一物体放在水平面上,其俯视图如图所示,两个相互垂直的力F1和F2同时作用在物体上,使物体沿图中v0的方向做直线运动.经过一段位移的过程中,力F1和F2对物体所做的功分别为3 J和4 J,则两个力的合力对物体所做的功为( )
A.3 J B.4 J
C.5 J D.7 J
3.小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶,因电瓶“没电”,故改用脚蹬车匀速前行.设小明与车的总质量为100 kg,骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍, 取g=10 m/s2.通过估算可知小明骑此电动车做功的平均功率最接近( )
A.10 W B.100 W
C.300 W D.500 W
4.(2021·浙江卷)某一型号的泵车如图所示,表中列出了其部分参数.已知混凝土密度为2.4×103 kg/m3,假设泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土,则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为( )
发动机最大输出功率(kW)
332
最大输送高度(m)
63
整车满载质量(kg)
5.4×104
最大输送量(m3/h)
180
A.1.08×107 J B.5.04×107 J
C.1.08×108 J D.2.72×108 J
5.一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平方向作用力F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和图乙所示.设在第1 s内、第2 s 内、第 3 s 内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3,则以下关系中正确的是( )
A.W1=W2=W3 B.W1<W2<W3
C.W1<W3<W2 D.W1=W2<W3
6.已知动车组列车每节动车的额定功率相同,每节动车与拖车质量相等,动车运行时所受阻力与其重力成正比.若某动车组由4节动车加8节拖车组成,其运行的最大速率为240 km/h,则由该4节动车加4节拖车组成的动车组,运行最大的速率为( )
A.480 km/h B.360 km/h
C.320 km/h D.240 km/h
7.(2022·广东省模拟测试二)质量为m的汽车由静止启动后沿平直路面行驶,汽车牵引力随速度变化的F-v图像如图所示,设汽车与路面间的摩擦力f保持不变,则( )
A.速度为v1时,汽车牵引力的功率为fv1
B.速度为v1时,汽车的加速度为
C.汽车加速运动过程中,平均速度为
D.该过程中汽车的最大功率等于F0vm
二、 多项选择题
8.如图所示,有三个相同的小球A、B、C,其中小球A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端,小球B以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛,小球C在同等高度水平抛出.则( )
A.小球A到达地面的速度最大
B.从开始至落地,重力对它们做功相同
C.三个小球到达地面时,小球B重力的瞬时功率最大
D.从开始运动至落地过程中,重力对它们做功的平均功率一定相同
9.质量相同的A、B两个物体静止在水平面上,从某一时刻起同时受到大小不同的水平外力FA、FB的作用由静止开始运动,经过时间t0,撤去A物体所受的水平外力FA;经过4t0,撤去B物体所受的水平外力FB.两物体运动的v-t关系如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.A、B两物体所受摩擦力大小之比fA∶fB=1∶1
B.A、B两物体所受水平外力大小之比FA∶FB=12∶5
C.水平外力做功之比为 WA∶WB=4∶1
D.A、B两物体在整个运动过程中所受摩擦力的平均功率之比为2∶1
10.质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速,受到的阻力不变,其加速度a和速度的倒数的关系如图所示,则赛车( )
A.速度随时间均匀增大
B.加速度随时间均匀增大
C.输出功率为160kW
D.所受阻力大小为1 600N
三、 计算题
11.(2022·揭丰联考)某次测试中从攀枝花南站匀加速开出的动车经t1=150 s速度达到v1=108 km/h,之后动车以不变功率行驶.该列动车质量m=180 t,运行过程中所受阻力为车重的0.06倍.设铁轨为水平直线,取重力加速度g=10 m/s2,求:
(1) 该列动车匀加速运动过程中牵引力F的大小.
(2) 该列动车运行的最大速度vm及从车站开出后运行x=8 km的时间t(此时列车已达到最大速度).