题目内容

(1)从空中静止释放一个质量为1kg的物体,物体在空中运动了3s落地,不计空气阻力,g=10m/,求物体3s内重力的平均功率和落地时重力的瞬时功率.

(2)汽车发动机的额定功率为60kW,汽车的质量为5t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g=10m/

①汽车保持额定功率不变从静止起动后,

a.汽车所能达到的最大速度是________m/s.

b.当汽车的加速度为2m/时速度是________m/s.

c.当汽车的速度为6m/s时加速度是_______m/

②若汽车从静止开始,保持以0.5m/的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?

答案:150W,300W;12,4,1;16s
解析:

(1)物体从释放到落地的竖直位移为h,则3s内重力的平均功率,∵,∴

或因为重力是恒力,3s内重力的平均功率也可用求得

表示3s末物体的速度

该物体在3s末的即时功率为

(2)汽车运动中所受的阻力大小为

①汽车保持恒定功率起动时,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大.

a.当a=0时速度最大,所以此时汽车的牵引力为

则汽车的最大速度为

b.当汽车的加速度为2m/时牵引力为,由牛顿第二定律得

 

汽车的速度为

c.当汽车的速度为6m/s时牵引力为

由牛顿第二定律得

汽车的加速度为

②当汽车以恒定加速度匀加速运动时,汽车的牵引力为,由牛顿第二定律得

汽车匀加速运动时,其功率逐渐增大,当功率增大到等于额定功率时,匀加速运动结束,此时汽车的速度为

则汽车匀加速运动的时间为

①汽车以恒定功率起动问题,主要有两类(包括求最大速度),其解题思路为:

②汽车以恒定加速度起动时,汽车的功率逐渐增大,当功率增大到额定功率时,匀加速运动结束,此时汽车的速度为匀加速运动的末速度,但并不是汽车所能达到的最大速度,此后汽车还可以保持功率不变做加速度逐渐减小的加速运动,直到加速度减小到零时,速度才达到最大.


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