高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 功率随堂练习题

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 功率随堂练习题，文件包含121功率docx、122汽车两种启动方式doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共7页， 欢迎下载使用。
质量为2t的农用汽车，发动机额定功率为30kW，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54km/h。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v=36km/h时的瞬时加速度是多大？





解析：当牵引力等于阻力时速度最大P=Fv=fv=Pv＝3000015N＝2000N


当速度为36km/h时，牵引力为F′＝Pv′＝3000010N＝3000N


由牛顿第二定律得F-f=maa=F−fm＝3000−20002000m/s2＝0.5m/s2


答：当其速度达到v=36km/h时的瞬时加速度。





汽车发动机的功率为60 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒定为5.0×103N，试求：（1）汽车所能达到的最大速度？


（2）若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，此过程能维持多长时间？





解析：


当汽车达最大速度时，其a=0，合外力为零，即Ｐ/v m =F f ，


则最大速度为v m =P/F f =60×10 3 /5×10 3m/s="12" m/s


由牛顿第二定律得P/v-F f =ma即60×10 3 /v-5.0×10 3 =5.0×10 3 ×0.5


解得v="8" m/s由v=at可得，这一过程维持的时间为t="v/a=8/0.5=16" s





额定功率80kw的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车的质量为2×103kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动过程中阻力不变，求：


（1）汽车所受的恒定阻力；


（2）3s末汽车的瞬时功率；


（3）经过多少时间汽车功率达到额定值？


解析：（1）当时，速度最大，所以有：N


（2）设汽车加速运动时的牵引力为F，根据牛顿第二定律有：


可解得：N， 3s末汽车的瞬时功率为：W


（3）根据可知，随v的增加，直到功率等于额定功率时，汽车完成整个匀加速直线运动过程，设该过程的时间为，则有：，代入数据可解得：s


（4）在匀加速直线运动中，汽车的牵引力做的功为：J。





（2011·天津卷）一新型赛车在水平专用测试道上进行测试，该车总质量为m=1×103 kg，由静止开始沿水平测试道运动，用传感设备记录其运动的v-t图像如图所示.该车运动中受到的摩擦阻力（含空气阻力）恒定，且摩擦阻力跟车的重力的比值为μ＝0.2.赛车在0～5 s的v-t图像为直线，5 s末该车发动机达到额定功率并保持该功率行驶，在5～20 s之间，赛车的v-t图像先是一段曲线，后为直线.取g=10 m/s2，


试求：（1）该车的额定功率；（2）该车的最大速度v m.











解析：


（1）0s—5s赛车做匀加速运动，其加速度：


=4m/s2 （1分）


由题意得，得摩擦阻力f=2×103N ， （1分）


由牛顿定律： F－ f =ma，得牵引力F=6×103N （2分）


所以，发动机牵引力的额定功率P=Fv1=1．2×105W （2分）


（2）由 （2分）


解得：vm=60m/s （1分）