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1、选择题 如图,细线的一端固定于O点,另一端系一小球,在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点,在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是

A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大,后减小
D.先减小,后增大
参考答案:A
本题解析:因为小球是以恒定速率运动,即它是做匀速圆周运动,那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点。
设绳子与竖直方向夹角是θ,则
(F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上)得
而水平拉力F的方向与速度V的方向夹角也是θ,所以水平力F的瞬时功率是
即
显然,从A到B的过程中,θ是不断增大的,所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的。A正确。
故选A。
点评:解决本题的关键掌握瞬时功率的表达式P=Fvcosθ,知道瞬时功率与平均功率的区别.
本题难度:一般
2、简答题 质量m=2kg的物体从倾角为37°的光滑斜面上从静止开始匀加速下滑,求:
(1)重力在前2s内的平均功率.
(2)重力在第2s末的瞬时功率.
(3)重力在第2s内的平均功率.
参考答案:(1、2)根据牛顿第二定律得:a=mgsinθm=10×0.6=6m/s2,
2s末的速度v2=at=12m/s
则重力在第2s末的瞬时功率P2=mgv2sinθ=2×10×12×0.6=144W
前2s的平均速度.v=0+v22=6m/s,
则重力在前2s内的平均功率.P=mg.vsinθ=2×10×6×0.6=72W
(3)1s末的速度v1=at1=6m/s
则第2s的平均速度.v′=v1+v22=9m/s,
则重力在第2s内的平均功率.P′=mg.v′sinθ=2×10×9×0.6=108W
答:(1)重力在前2s内的平均功率为72W.
(2)重力在第2s末的瞬时功率为144W.
(3)重力在第2s内的平均功率为108W.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 铁路提速要解决许多技术问题,其中提高机车牵引力功率是一个重要问题。已知列匀速运动时,列车所受牵引力与速度的平方成正比,即
。设提速前速度为
,提速后速度为
,则提速前与提速后,机车牵引力的功率之比为
[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
4、填空题 汽车在某段直线路面上以恒定的功率变速运动,当速度为4m/s时的加速度为a,当速度为8m/s时的加速度为a/4,则汽车运动的最大速度是?m/s。
参考答案:12
本题解析:
试卷分析:设功率为P,阻力为f,则
,汽车获得最大速度条件为
,解上述几个方程,则最大速度为12m/s。
点评:此类题型考察根据汽车功率提供牵引力,结合牛顿第二定律从而求出汽车最大行驶速度,属于变加速度过程。
本题难度:简单
5、填空题 如图所示,在一次救灾工作中,一架离水面高为H,沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B,已知伤员B的质量为m,不计空气阻力,在直升机A和伤员B以相同的水平速度水平匀速运动的同时,悬索将伤员吊起。A、B之间的距离l随时间t的变化规律为:l = H - kt2(SI制单位,k为给定常数),则在时间t内伤员的机械能增加了________;t时刻悬索拉力的瞬时功率为______________。
参考答案:2mk2t2+mgkt2、2ktm(2k+g)
本题解析:伤员离地面的高度h=H-L=kt2,可以看出伤员在竖直方向做的是匀加速直线运动,加速度为2k,因此在竖直方向的速度v=at=2kt,由于在水平方向的速度不变,因此机械能的变化即为动能的变化与重力势能的变化=
;对伤员进行受力分析,由于竖直方向是做向上的匀加速运动,因此有F=mg+2mk,根据瞬时功率的计算公式P=Fv有
点评:此题需要先对竖直方向的运动进行分析,得出是个匀加速向上的加速运动,进而受力分析,求出拉力的大小,最后结合功率、能量的计算关系式,不难得出答案
本题难度:一般