高中物理测量人在某种运动中的功率计算题

如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机．P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上．闭合开关S，重物P以速度v被匀速提升，这时电流表和电压表的示数分别是I＝5.0Ａ和U＝110Ｖ，重物P上升的速度v＝0.90m/s．重物的质量ｍ＝50kg。不计一切摩擦，g取．求:

（1）电动机消耗的电功率P_电；
（2）电动机线圈的电阻R.

电动轿车是未来小轿车发展的趋势，某轻型电动轿车，质量（含载重）m =200kg，蓄电池组电动势E=200V，内阻r=0.05Ω，直接对超导电动机（线圈为超导材料，电阻为零）供电，供电电流I=100A，电动机通过传动效率=90％的传动装置带动车轮转动。保持电动机功率不变，假设轿车在运动过程中所受摩擦及空气阻力大小之和恒为f=653N，g=10m/s²，试求:
(1) 若轿车在6s内由静止在水平路面上加速到v=72km/h，则这6s内轿车的位移大小为多少？
(2) 已知某斜坡路面的倾角为，轿车所受摩擦及空气阻力大小不变，则轿车在上坡过程中能达到的最大速度为多少？（）

现有总质量为1000kg的某电动车，正沿平直马路匀速行驶，速度为54km/h。当汽车快要到十字路口时，司机看到绿灯刚跳出3时，开始刹车，已知电动车所受的阻力恒为3000N，求：
（1）若甲司机看到黄灯时车头距警戒线40m，他采取上述措施能否避免闯黄灯？
（2）变为绿灯后，该车在7.5s内从静止匀加速到54km/h，汽车发动机最小的额定功率为多少？
（3）相比绿灯时汽车直接驶过路口，采取上述方案驶过路口，汽车的发动机是多做了功？还是少做了功？

质量m="3" kg的物体，在水平力F="6" N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t="3" s，求：
(1)力F在t="3" s内对物体所做功的平均功率；
(2)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率.

如图，为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×10⁴ kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s²，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v_m＝1.02 m/s的匀速运动．取g＝10 m/s²，不计额外功．求：

（1）起重机允许输出的最大功率．
（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．

质量为m =5×10³ kg的汽车，额定功率为P =6×10⁴W，如果在行驶中，汽车受到的阻力为f =3×10³N，求：
（1） 汽车能够达到的最大速度；
（2） 如果汽车以额定功率行驶，那么当汽车速度为5m/s时，其加速度；
（3） 如果汽车以10m/s的速度匀速行驶，发动机的实际功率。

钓鱼岛是我国固有领土，决不允许别国侵占，近期，为提高警惕保卫祖国，我国海军为此进行了登陆演练．如图所示，假设一艘战舰因吨位大吃水太深，只能停锚在离海岸登陆点s＝1km处．登陆队员需要从较高的军舰甲板上，利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标，若绳索两端固定好后，与竖直方向的夹角θ＝30°，为保证行动最快，队员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦匀减速滑至快艇，速度刚好为零，在队员甲开始下滑时，队员乙在甲板上同时开始向快艇以速度v₀＝m/s平抛救生圈，第一个刚落到快艇，接着抛第二个，结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇，若人的质量为m，重力加速度g＝10 m/s²，问：

（1）军舰甲板到快艇的竖直高度H及队员甲在绳索上运动的时间t₀；
（2）若加速过程与减速过程中的加速度大小相等，则队员甲在何处速度最大？最大速度是多大？
（3）若快艇额定功率为5 kW，载人后连同装备总质量为10³ kg，从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近，到达岸边时刚好能达到最大速度10 m/s，快艇在水中受到的阻力恒定，求快艇运动的时间t′.

节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以匀速行驶，发动机的输出功率为。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L=72m后，速度变为。此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求:
（1）轿车以在平直公路上匀速行驶时，所受阻力的大小；
（2）轿车从减速到过程中，获得的电能；

地面上有质量m=100kg的物体，用起重机将它从静止开始，竖直向上以4 m/s²的加速度匀加速提升到h =8m的高处，取g =10m/s²，将物体视为质点。求:
（1）该过程重力所做的功及物体重力势能的变化量
（2）该过程起重机对物体所做的功及平均功率

一辆汽车的质量为 m，其发动机的额定功率为 P₀。从某时刻起汽车以速度 v₀ 在水平公路上沿直线匀速行驶，此时汽车发动机的输出功率为  ，接着汽车开始沿直线匀加速行驶，当速度增加到  时，发动机的输出功率恰好为 P₀ 。如果汽车在水平公路上沿直线行驶中所受到的阻力与行驶速率成正比，求：
（1）汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率 v_m ；
（2）汽车匀加速行驶所经历的时间和通过的距离；
（3）为提高汽车行驶的最大速率，请至少提出两条在设计汽车时应考虑的建议。

（14 分）有一质量为m=2kg的小球穿在长为L=1m的轻杆顶部，轻杆与水平方向成θ=37°角。

（1）若由静止释放小球，t=1s后小球到达轻杆底端，则小球到达杆底时它所受重力的功率为多少？
（2）小球与轻杆之间的动摩擦因数为多少？
（3）若在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力F，由静止释放小球后保持它的加速度大小a=1m/s²，且沿杆向下运动，则这样的恒力F的大小为多少？（g=l0m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

如图所示，高为h＝1.25m的平台上，覆盖一层薄冰，现有一质量ｍ="50" kg的滑雪爱好者，以一定的初速度从平台边缘水平滑出，着地时的速度方向与水平地面的夹角为45°（不计空气阻力，滑雪者可视为质点，取g＝10m/s²）。求：

（1）滑雪者在空中运动的时间；
（2）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离；
（3）滑雪者着地时重力做功的瞬时功率。

某兴趣小组对遥控车的性能进行研究。他们让小车在平直轨道上由静止开始运动，并将运动的全过程记录下来并得到v-t图象，如图所示，除2s-10s内的图线为曲线外，其余均为直线，已知小车运动的过程中，2s—14s内小车的功率保持不变，在第14s末关闭动力让小车自由滑行，已知小车的质量为1kg，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。求：

（1）小车匀速行驶阶段的功率；   
（2）小车在第2-10s内位移的大小。

如图所示，水平传送带以恒定的速率v="4" m/s运送质量m="0.5" kg的工件（可视为质点）．工件都是在位置A无初速度地放在传送带上的，且每当前一个工件在传送带上停止相对运动时，后一个工件即放到传送带上，今测得与传送带保持相对静止的相邻两工件之间的距离为2.0 m·g取10 m/s²．求：
（1）某一工件刚放到A点时它与前一工件之间的距离x₀；
（2）工件与传送带之间的动摩擦因数；
（3）由于传送工件而使带动传送带的电动机多消耗的功率．

如图所示，质量为m＝4 kg的木块在倾角为30°的光滑斜面上由静止开始下滑，若斜面足够长， 取g=" 10" m/s²，求：

(1)前2 s内重力做的功
(2)2 s末重力的瞬时功率