第五章功和能机械能

第五章 功和能 机械能

5－1 功 功率

一、选择题：本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确。

1、汽车以恒定的功率在水平直公路上从车站开出，受的摩擦阻力恒等于车重的0.1倍，汽车能达到的最大速度为v m ，则当车速度为

3m v 时刻的加速度为（重力加速度为g ）（ ） A ．0.4g B ．0.3g C ．0.2g D ．0.1g

2、2007年4月18日，全国铁路正式实施第六次大面积提速，时速达到200公里以上，其中京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达到时速250公里，将在更大范围、更高层次优化运力资源配置，充分挖掘运输潜力，提高铁路运输能力，对于缓解铁路“瓶颈”制约、适应经济社会持续快速发展需要，更好地满足人民群众运输需求，将发挥积极的作用。为了适应提速的要求，下列说法正确的是( )

A ．机车的功率可保持不变

B ．机车的功率必须增大

C ．可以使铁路转弯处的路基坡度加大

D ．可以使铁路转弯半径增大

3、设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速率平方成正比，当飞机以速率v 水平匀速飞行时，发动机的功率为P 。若飞机以速率3v 水平飞行时，发动机的功率为 （ ）

A ．3P

B ．9P

C ．18P

D ．27P

4、汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P 。快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面如图5—1—1所示四个图中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系

（ ）

5、质量为m 的物体，受到水平拉力F 作用，在粗糙水平面上运动，下列说法正确的是（ ）

A ．如果物体做加速运动，则拉力F 一定对物体做正功

B ．如果物体做减速运动，则拉力F 一定对物体做正功

C ．如果物体做减速运动，则拉力F 可能对物体做正功

D ．如果物体做匀速运动，则拉力F 一定对物体做正功 6、质量为2×103kg 、发动机额定功率为80kW 的汽车在平直公路上行驶；若汽车所受阻力

A B C D

v

v 0.5v v 0.5v t v 0.5v 图5—1—1

大小恒为4×103N ，则下列判断中正确的有

（ ）

A ．汽车的最大动能是4×105J

B ．汽车以加速度2m/s 2匀加速启动，起动后第2秒末时发动机实际功率是32kW

C ．汽车以加速度2m/s 2做初速为0的匀加速运动中，达到最大速度时摩擦力做功为4×105J

D ．若汽车保持额定功率起动，则当汽车速度为5 m/s 时，其加速度为6m/s 2

7、质量为m 的子弹，以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块，并留在其中，

下列说法正确的是（ ）

A ．子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等

B ．阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等

C ．子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等

D ．子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功

8、如图5—1—2所示，质量为m 的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆

周运动，拉力为某个值F 时，转动半径为R ，当拉力逐渐减小到

4F 时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R ，则外力对物体所做的功大小是 （ ）

A ．

4FR B ．43FR C ．25FR D ．0 二、实验题：把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。

9、某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：

①用天平测出电动小车的质量为0.4kg ；

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图5—1—3所示安装；

③接通打点计时器（其打点周期为0.02s ）；

④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图5—1—4所示。

请你分析纸带数据，回答下列问题（结果保留三位有效数字）：

（1）该电动小车运动的最大速度为 m/s ；

（2）该电动小车的额定功率为 W 。

图5—1—2

图5—1—3

单位：cm 图乙

图5—1—4

三、计算题：本题共3小题，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。

10、如图5—1—5甲所示，质量为m ＝1kg 的物体置于倾角为θ＝37°固定斜面上（斜面足够长），对物体施加平行于斜面向上的恒力F ，作用时间t 1＝1s 时撤去拉力，物体运动的部分v —t 图像如图5—1—5

2（1）在0到1s 内，拉力F

（2）t ＝4s 时物体的速度v ．

11、“绿色奥运”是2008节能环保电动车，届时江汉大学的500名学生将担任司机，负责接送比赛选手和运输器材。在检测某款电动车性能的某次实验中，质量为8×102㎏的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s ，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F 与对应的速度v ，并描绘出F —1v

图象如图5—1—6所示（图中AB 、BO 均为直线））。假设电动车行驶中所受的阻力恒定，求此过程中

（1）电动车的额定功率；

（2）电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2m/s ？

12、在一次抗洪抢险活动中，解放军某部运用直升机抢救一重要落水物体，在静止在空中的直升机上用电动机通过悬绳将物体从离飞机90m 处的洪水中吊到机舱里，已知物体的质量为80kg ，吊绳的拉力不能超过1200N ，电动机的额定输出功率为12kW ，为尽快把物体安全救起，操作人员采取的办法是：先让吊绳以最大的拉力工作一段时间，达额定功率后电动机以额定功率工作，当物体到达机舱时它达到最大速度。（g=10m/s 2） 求：（1）落水物体刚到达机舱时的速度；

（2）这一过程所用的时间。

图5—1—6