高中物理测量人在某种运动中的功率计算题

一辆质量为2吨的汽车由静止开始沿一倾角为30⁰的足够长斜坡向上运动，汽车发动机的功率保持48kW不变，行驶120m后达到最大速度。已知汽车受到地面的摩擦阻力为2000N。（g=10m/s²）求：
（1）汽车可以达到的最大速度
（2）汽车达到最大速度所用的时间（结束保留一位小数）

如图甲所示，是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图。打夯前先将桩料扶正立于地基之上。已知夯锤的质量为M=450kg，桩料的质量为m=50kg。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶h₀=5m处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上并不弹起，而是随桩料一起向下运动。

【两者碰撞时间极短，碰撞前后速度关系满足Mv­₀=(M+m）v】。桩料进入泥土后所受阻力，随打入深度h的变化关系如图乙所示，直线斜率k=5.05×10⁴N／m。每次电动机需用20s的时间提升夯锤。提升夯锤时忽略加速和减速的过程，不计夯锤提升时的动能。g=10m／s²，求

（1）若卷扬机的工作效率为=80％，则在每次提升夯锤的过程中，卷扬机的输入功率。(结果保留2位有效数字）
（2）打完第一夯后，桩料进入泥土的深度。(假设打第一夯前，桩料未进入泥土）

如图（a）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示。

（1）试分析说明金属杆的运动情况；
（2）求第2s末外力F的瞬时功率。

质量为m的汽车沿平直公路行驶，发动机的额定功率为P₀．当它的加速度为a时，速度为v，此时发动机的实际功率为P₁．假设运动中所受阻力恒定，则它在平直公路匀速行驶的最大速度是多少？（实际功率不超过额定功率）

质量为500吨的机车以恒定的功率由静止出发，经5分钟行驶2.25km，速度达到最大值54km/h，设阻力恒定,求：
(1)机车的功率P=？
(2)机车的速度为36km/h时机车的加速度a=？

严重的雾霾天气，圣国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点，地铁列车可实现零排放，大力发地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放，若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s达到最高速度72km/h，再匀速运动80s，接着匀减速运动15s到达乙站停住．设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×10⁶N，匀速阶段牵引力的功率为6×10³kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功．
（1）求甲站到乙站的距离；
（2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气体污染物的质量．（燃油公交车每做1J功排放气体污染物3×10^﹣9kg）

如图所示，长L=0.4m不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一质量m=0.05kg的小球，拉起小球至绳恰好伸直并处于水平后，在A点以竖直向下的初速度v₀=2m/s释放，当小球运动至O点的正下方B点时，绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面内且与水平面成θ=30°、无限大的挡板MN上的C点．g=10m/s²

试求：小球从A点到C点重力做的功及在C点时重力的瞬时功率（用根号表示）

（本小题满分12分）如图所示为自动灌溉的喷射装置的截面图。主要由水泵、 喷嘴竖直细输水管和喷头组成。喷头的喷嘴离地面高度为 h，喷嘴的长度为 r，水泵启动后，水从水池通过输水管道压到喷嘴并沿水平方向喷出，在地面上的落点与输水管道中心的水平距离为R，此时喷嘴每秒中喷出的水的质量为m，忽略水池中水泵与地面的高度差，不计水进入水泵时的速度以及空气阻力，重力加速度为g。

（1）求水从喷嘴喷出时的速度v和水泵的输出功率p；
（2）若要浇灌离输出管道中心2R处的蔬菜，求此时水泵的输出功率p₁。

消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水枪组成。如图所示，消防水枪离地高度为H，建筑物上的火点A距地面高为h=60m，水枪与火点的水平距离为x，水泵的功率为P，整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水枪水平射出，不计空气阻力，取g=10m/s²。

（1）若H=80m，水枪出水速度v₀=30m/s，水枪每秒出水量m₀="60" kg，水枪正中起火点A，求水泵的功率P；
（2）当完成高层灭火后，还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火，将水枪竖直下移至H´=45m，假设供水系统的效率η不变，水枪出水口的横截面积不变，水泵功率应调整为P´，则P´应为多大？

质量为500t的机车以恒定的功率由静止出发．经5min行驶2.25km．速度达到的最大值54km/h，设阻力恒定且取g=10m/s²，求：
（1）机车的功率；
（2）机车的速度为36km/h 时的加速度。

某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v­t图象(除2～10s时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线),已知在小车的运动过程中,2～14s时间内小车牵引力的功率保持不变,14s末停止遥控让小车自由滑行,小车的质量m＝1.0kg,可以认为小车在整个过程中受到的阻力大小不变.求:
 
(1)小车所受阻力f的大小;
(2)小车匀速行驶阶段的功率P;
(3)小车在加速运动过程中位移s的大小.

汽车发动机的额定功率为30KW，质量为1000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍()，求：
（1）汽车在路面上能达到的最大速度；
（2）若汽车以额定功率启动，当汽车速度为5m/s时的加速度；
（3）若汽车从静止开始保持2m/s²的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了200m，直到获得最大速度后才匀速行驶。求汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间.

在许多建筑工地经常使用打夯机将桩料打入泥土中以加固地基。打夯前先将桩料扶起、使其缓慢直立进入泥土中，每次卷扬机都通过滑轮用轻质钢丝绳将夯锤提升到距离桩顶h₀＝5 m处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上并不弹起，而随桩料一起向下运动。(碰撞时间极短时,一动碰一静,碰后同速满足mv=(M+m)v_共）设夯锤和桩料的质量均为m＝500 kg，泥土对桩料的阻力为f＝kh，其中常数k＝2. 0×10⁴ N／m，h是桩料深入泥土的深度。卷扬机使用电动机来驱动，卷扬机和电动机总的工作效率为η＝95%，每次卷扬机需用20 s的时间提升夯锤。提升夯锤时忽略加速和减速的过程，不计夯锤提升时的动能，也不计滑轮的摩擦。夯锤和桩料的作用时间极短，g取10m／s²，求：
（1）在提升夯锤的过程中，电动机的输入功率；（结果保留2位有效数字）
（2）打完第一夯后，桩料进入泥土的深度。（可用根号表示）

如图所示，半径为r=1m的长圆柱体绕水平轴OO′以角速度ω=2rad/s匀速转动，将一质量为m=1kg的物体A（可看作质点）放在圆柱体的正上方，并用平行于转轴的光滑挡板（图中未画出），挡住使它不随着圆柱体一起转动而下滑，物块与圆柱体间动摩擦因数为0.4。现用平行于水平转轴的力F推物体，使物体以a=2m/s²的加速度，向右由静止开始匀加速滑动并计时，整个过程没有脱离圆柱体，重力加速度g取10m/s²，则：

（1）若没有推力F，滑块静止于圆柱体上时，挡板对滑块的弹力大小
（2）存在推力F时，F是否为恒力，若是求其大小；若不是，求其大小与时间的关系
（3）存在推力F时,带动圆柱体匀速转动的电动机输出功率与时间关系

某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据。请计算：

（1）该电热水壶的电阻；
（2）当电热水壶装满水后，从20℃加热到100℃，水吸收的热量；
（3）在额定电压下，要放出这些热量，电热水壶工作的时间。（不计热量损失）
（4）如果在用电高峰时间内用电热水壶烧水，电压只有200V左右，这时电热水壶发热时的功率大约是多大?