一小轿车发动机的额定功率为100kW,质量为4000kg,在水平长直公路上行驶的最大速度为50m/s,若小轿车从静止开始

庸者致远2022-10-04 11:39:541条回答

一小轿车发动机的额定功率为100kW,质量为4000kg,在水平长直公路上行驶的最大速度为50m/s,若小轿车从静止开始以2m/s2的加速度做匀加速直线运动,且阻力保持不变,试求:
(1)小轿车所受阻力大小;
(2)开始运动第4s末的瞬时功率;
(3)小轿车匀加速运动的时间;
(4)若已知小车启动45s速度达到40m/s,求小车通过的总位移.

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bingsan521 共回答了19个问题 | 采纳率89.5%
解题思路:这题考的知识点是汽车的两种启动方式,恒定加速度启动和恒定功率启动.本题属于恒定加速度启动方式,由于牵引力不变,根据p=Fv可知随着汽车速度的增加,汽车的实际功率在增加,此过程汽车做匀加速运动,当实际功率达到额定功率时,功率不能增加了,要想增加速度,就必须减小牵引力,当牵引力减小到等于阻力时,加速度等于零,速度达到最大值,整个过程中根据动能定理可以求出总位移.

(1)当阻力等于牵引力时,汽车达到最大速度为vm=[P/f],则f=
P
vm=
100000
50=2000N;
(2、3)根据牛顿第二定律得:F-f=ma;
解得:F=ma+f=4000×2+2000=10000N
匀加速运动的最大速度为:v=
P
F=
100000
10000=10m/s
所以匀加速运动的时间t=
v
a=
10
2=5ss
因4s<5s,所以v1=at1=8m/s
P1=Fv1=10000×8W=80kW
(4)匀加速运动的位移x1=
1
2at2=
1
2×2×25=25m,
整个过程中,根据动能定理得:
Fx 1+P(t总−t)−fx=
1
2mv2
带入数据解得:x=525m
答:(1)小轿车所受阻力大小为2000N;
(2)开始运动第4s末的瞬时功率为80kW;
(3)小轿车匀加速运动的时间为5s;
(4)若已知小车启动45s速度达到40m/s,则通过的总位移为525m.

点评:
本题考点: 功率、平均功率和瞬时功率;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

考点点评: 本题考查的是机车启动的两种方式,即恒定加速度启动和恒定功率启动.要求同学们能对两种启动方式进行动态分析,能画出动态过程的方框图,公式p=Fv,p指实际功率,F表示牵引力,v表示瞬时速度.当牵引力等于阻力时,机车达到最大速度.

1年前

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解题思路:(1)汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可以求出牵引力大小.
(2)由公式v=[P/F]可以求出汽车的速度.
(3)由W=Pt可以求出牵引力做的功.

(1)汽车做匀速运动,处于平衡状态由平衡条件得:
牵引力F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1.2×103kg×10N/kg=2.4×103N;
答:发动机所提供的牵引力大小是2.4×103N.
(2)∵汽车的功率P=[W/t]=[Fs/t]=Fv,
∴汽车的速度v=[P/F]=
6×104W
2.4×103N=25m/s;
答:轿车匀速行驶时速度的大小是25m/s.
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功:
W=Pt=6×104W×5×60s=1.8×107J;
轿车匀速行驶5min牵引力做的功1.8×107J.

点评:
本题考点: 二力平衡条件的应用;速度的计算;功的计算.

考点点评: 本题考查了求汽车的牵引力、汽车的速度、汽车做的功,难度不大,是一道基础题,熟练应用平衡条件、功率的变形公式即可正确解题.

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这道题主要考查学生对功的公式W=Fs和功率的公式P=W/t的应用.
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(1)求车的重力;
(2)发动机所提供的牵引力大小;
(3)若发动机的牵引力用F表示,小汽车的速度用V表示,请推导出牵引力的功率P=FV
(4)轿车匀速行驶时速度的大小;
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(1)车的重力G=mg=1.2×10 3 kg×10N/kg=1.2×10 4 N;
(2)汽车做匀速运动,处于平衡状态由平衡条件得:
牵引力F=f=0.2G=0.2×1.2×10 4 =2.4×10 3 N;
(3)汽车的功率P=
W
t =
Fs
t =Fv,
(4)∵P=Fv,
∴汽车的速度v=
P
F =
6×1 0 3 W
2.4×1 0 3 N =25m/s;
(5)轿车匀速行驶5min牵引力做的功:
W=Pt=6×10 4 W×5×60s=1.8×10 7 J;
答:(1)车的重力为1.2×10 4 N;
(2)发动机所提供的牵引力大小为2.4×10 3 N;
(3)汽车的功率P=
W
t =
Fs
t =Fv,
(4)轿车匀速行驶时速度的大小为25m/s;
(5)轿车在额定功率下匀速行驶5min牵引力做的功为1.8×10 7 J.
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(1)p=fv
f=p/v=10000w/(90km/h)=400N
(2)t=72s
w1=pt=10000*72=720000j
w=4.6*0.25*10的七次方=1.15*10的七次方
效率=720000j/1.15*10的七次方=6.3%
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解题思路:(1)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=fv求出阻力即可求得比值;(2)根据牵引力求出匀加速直线运动的末速度,再根据速度时间公式求出匀加速直线运动的时间.

(1)当汽车的牵引力等于阻力时,匀速运动,汽车在路面上行驶的速度最大
由P=Fv=fv得
f=[P/v=
60000
50N=1200N
受阻力与车重的比值是
1200
1200×10=
1
10]
(2)由牛顿第二定律可知F-f=ma
F=ma+f=1200×1+1200N=2400N
匀加速达到最大速度为P=Fv
v=[P/F=
60000
2400m/s=25m/s
匀加速运动时间为v=at
t=
v
a=
25
1s=25s
答:(1)汽车所受阻力与车重的比值是
1
10];(2)若汽车从静止开始,以1.0m/s2的加速度做匀加速运动,则这一过程能维持25s

点评:
本题考点: 功率、平均功率和瞬时功率.

考点点评: 解决本题的关键掌握发动机功率与牵引力和速度的关系,知道在平直路面上牵引力与阻力相等时,速度最大.

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解题思路:(1)已知轿车行驶速度和发动机功率,利用功率与速度的关系式P=Fv得到发动机的牵引力;已知牵引力和行驶路程,利用公式W=Fs得到牵引力做的功,也就是有用功;
(2)由热值公式就可计算出轿车消耗汽油0.25kg放出的热量,由效率公式计算出发动机的效率.

(1)轿车行驶的速度为v=90km/h=25m/s,
∵P=[W/t]=[Fs/t]=Fv,
∴发动机的牵引力为F=[P/v]=
4×104W
25m/s=1600N,
牵引力做的有用功为W=Fs=1600N×1800m=2.88×106J;
(2)柴油完全燃烧放出的热量为Q放=mq=0.25kg×4.6×107J/kg=1.25×107J,
发动机的效率为η=
W
Q放=
2.88×106J
1.25×107J×100%=23.04%.
答:
(1)发动机所做有用功是2.88×106J;
(2)发动机的效率为23.04%.

点评:
本题考点: 有用功和额外功;热机的效率.

考点点评: 此题考查了功率、速度、牵引力三者的关系、功的计算和热量、效率的计算,是一道力热综合题,但过程不复杂,难度不大.

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(1)车的重力;
(2)发动机所提供的牵引力大小;
(3)若发动机的牵引力用F表示,小汽车的速度用v表示,请推导出牵引力的功率P=Fv;
(4)轿车匀速行驶时速度的大小;
(5)轿车在额定功率下匀速行驶12min牵引力做的功.
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解题思路:(1)根据G=mg可求得轿车重力,
(2)根据汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可以求出牵引力大小.
(3)根据公式P=[W/t]=[Fs/t],可推导出牵引力的功率P=Fv;
(4)根据(3)推导出的公式可以求出汽车的速度.
(5)由W=Pt可以求出牵引力做的功.

(1)车的重力G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N;
(2)汽车做匀速运动,处于平衡状态由平衡条件得:
轿车牵引力 F=f=0.2G=0.2×2×104=4×103N;
(3)汽车的功率P=[W/t]=[Fs/t]=Fv,
(4)∵P=Fv,
∴汽车的速度v=[P/F]=
8×104W
4×103N=20m/s;
(5)轿车匀速行驶12min牵引力做的功:
W=Pt=8×104W×12×60s=5.76×107J;
答:(1)车的重力为2×104N;
(2)发动机所提供的牵引力大小为4×103N;
(3)汽车的功率P=P=[W/t]=[Fs/t]=Fv;
(4)轿车匀速行驶时速度的大小为20m/s;
(5)轿车在额定功率下匀速行驶5min牵引力做的功为5.76×107J.

点评:
本题考点: 重力的计算;功的计算;功率的计算;功率计算公式的应用.

考点点评: 本题是一道力学综合题,考查了求汽车的牵引力、速度、做的功,熟练应用平衡条件、功率的变形公式即可正确解题.

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P=FV=W/t
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下表是某四轮轿车的部分数据,如图是该轿车发动机的能量流向图。
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(1)该小汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?
(2)若该小汽车行驶100km.则需耗油多少kg? (1L=10 -3 m 3
(3)假若该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶,请计算该车10min 内牵引力所做的功。
(4)请依据如图中提供的信息,计算该汽车发动机的效率。为提高该类汽车发动机的效率,请提出一种合理的设想。
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(2)汽车行驶100km 耗油:m = ρV = 0.71 × 10 3 kg/m 3 × 10 × 10 - 3 m 3 = 7.1kg;
(3)牵引力所做的功: W=Pt=60×10 3 W×10×60s=3.6×10 7 J;
(4)η=W /W =6×10 8 J/3×10 9 J=20%
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处于匀速直线运动状态的汽车在水平方向上受到的阻力和汽车的牵引力是一对平衡力.两者大小相等,由于牵引力等于450N,所以阻力也是450N.
故答案为:450.

点评:
本题考点: 二力平衡条件的应用.

考点点评: 此题中的很多数字属于干扰条件,如车重、行驶的路程、表盘告诉的车速,把握住此时的汽车匀速行驶是解决此题的关键.

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(2)由热值公式就可计算出轿车消耗汽油0.25kg放出的热量,由效率公式计算出发动机的效率.

(1)轿车行驶的速度为v=90km/h=25m/s,
∵P=[W/t]=[Fs/t]=Fv,
∴发动机的牵引力为F=[P/v]=
4×104W
25m/s=1600N,
牵引力做的有用功为W=Fs=1600N×1800m=2.88×106J;
(2)柴油完全燃烧放出的热量为Q放=mq=0.25kg×4.6×107J/kg=1.25×107J,
发动机的效率为η=
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2.88×106J
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答:
(1)发动机所做有用功是2.88×106J;
(2)发动机的效率为23.04%.

点评:
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考点点评: 此题考查了功率、速度、牵引力三者的关系、功的计算和热量、效率的计算,是一道力热综合题,但过程不复杂,难度不大.

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解题思路:(1)汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可以求出牵引力大小.
(2)由公式v=[P/F]可以求出汽车的速度.
(3)由W=Pt可以求出牵引力做的功.

(1)汽车做匀速运动,处于平衡状态由平衡条件得:
牵引力F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1.2×103kg×10N/kg=2.4×103N;
答:发动机所提供的牵引力大小是2.4×103N.
(2)∵汽车的功率P=[W/t]=[Fs/t]=Fv,
∴汽车的速度v=[P/F]=
6×104W
2.4×103N=25m/s;
答:轿车匀速行驶时速度的大小是25m/s.
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功:
W=Pt=6×104W×5×60s=1.8×107J;
轿车匀速行驶5min牵引力做的功1.8×107J.

点评:
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由P=Fv可求得牵引力F=P/v 速度v在图读出,由于你没给图,请自行代入计算
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发动机做的功W=F牵*S S=18000米
则可求出W
轿车发动机的体积和重量一般是多少
耶路撒冷的眼泪1年前1
美在其中 共回答了24个问题 | 采纳率87.5%
轿车发动机的体积一般是720x450x420左右,重量一般是180-240公斤左右.
一辆重15000牛轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km,轿车上的速度表如图所示,在此过程中若轿车发动机的牵引力为45
一辆重15000牛轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km,轿车上的速度表如图所示,在此过程中若轿车发动机的牵引力为450牛,则该车行驶中所受阻力是 _________ N.
空白5月28日1年前1
zkai521 共回答了19个问题 | 采纳率89.5%
450
1.一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶了18kg,轿车上的速度为80km/h,若轿车发动机的功率为50kw,则在此过程中
1.一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶了18kg,轿车上的速度为80km/h,若轿车发动机的功率为50kw,则在此过程中 ,正确的说法是()
a.此时轿车是超速行驶,速度为90m/s
b.此时轿车的惯性明显增大
c.轿车所受的阻力为2000N
d.轿车在该路段的平均速度小于24m/s
2.在男女双人花样滑冰比赛项目中,男运动员以自己为转动轴拉着女运动员作匀速圆周运动,若男运动员的转速为30r/min,则正确的说法是()
a.男运动员转动的周期为30min
b.男运动员转动的周期为20min
c.女运动员转动的周期为2s
d.女运动员转动的周期为0.2s
3.一个治疗为5g的羽毛球在一位羽毛球爱好者的大力扣杀下,速度由8m/s变为反方向的10m/s.再次击球的过程中,正确的时()
a.羽毛球的惯性增大了
b 拍子对羽毛球的作用力大于羽毛球对拍子的作用力
c 羽毛球的动能增加了0.09J
d 拍子队羽毛球做了0.23J的功
4.网球的质量为58g,在被击前后的速度各为10m/s和20m/s,则本次击球过程中,选手队网球所作的功大约为多少?
5.跨栏运动员起跑的速度为8.6m/s,13秒07末到达终点时速度为10.4m/s,假定跑动是匀加速的,那么运动员在全程内的平均速度为多少?
6.自行车的后轮周长为180cm,在跑道上沿直线做匀速前进时,自行车后轮转50圈用时30s,正确的时()
a 此时轮胎相对地面做匀速圆周运动
b 前后两轮所受路面的摩擦力的方向相同
c 后轮绕车轴转动的转速为0.6r/s
d 此时自行车的速度为3m/s
7.某点唱机的正常转速为0.1r/s,唱片的最大直径为30cm,当点唱机正常工作时,正确的时()
a 唱机将电能转换为内能
b 唱片上各点转动时的角速度和线速度相同
c 唱片每转动一周需10s
d 唱片每转动一周需0.1s
8.蛟龙号深海载人潜水器向海底垂直发射超声波,经过8s收到回波信号,已知海水中的声速是1500m/s正确的时()
a 潜水器的深度越大,所受的浮力越大
b 潜水器的深度越大,所受地球的引力越小
c 探测器据海底6000m
d 探测器据海底12km
stillicel1年前2
男人也清纯 共回答了16个问题 | 采纳率93.8%
1:D
A,未超速,高速公路120KM/H,他才80KM/H=22.22m/s
B,惯性跟质量有关,故没有增大
C,阻力为2250N,F=W/s=Pt/s=(P*(s/v))/s=P/v=5000/(80/3.6)=2250N
D,80KM/H=22.22m/s
2:C
w=30r/min=0.5r/s,因为男女一起转,所以转速相等都为0.5r/s,T=1/w=2s
3:C
△Ek=Ek2-Ek1=(1/2)(mVt^2)-(1/2)(mVo^2)=(1/2)*0.005*(10^2-(8^2))=0.0.09J
D,W=Ek1+Ek2=(1/2)(mVo^2)+(1/2)(mVt^2)=(1/2)*0.005*(8^2+10^2)=0.41J
4:W=Ek1+Ek2=(1/2)(mVt^2)+(1/2)(mVo^2)=(1/2)*0.058*(10^2+20^2)=14.5J
5:由于跑动是匀加速,故△v=(1/2)(Vo+Vt)=(1/2)(8.6+10.4)=9.5m/s
6:D
A,此时轮胎相对地面做匀速滚动运动
B,相反,后轮是动力来源,轮所受路面的摩擦力向前;前轮是阻力,向后
C,后轮绕车轴转动的转速为50/30=1.66r/s
D,此时自行车的速度为v=2πrw=Lw=1.8x1.666=3m/s
7:C
A,唱机将电能转换为机械能,电磁能,声能等
B,唱片上各点转动时的角速度相同,线速度不同
D,唱片每转动一周需t=1/w=10s
8:C
A,浮力F=ρgV排,因为已经潜水,故V排不变,与深度无关
B,潜水器的深度越大,所受地球的引力基本不变,实质上略微变大:引力F=GmM/(r^2),深度越大即距离r越小,故F越大
D,探测器据海底s=v*(t/2)=6000m,因为回波来回8s,故单程4s