新疆达坂城风口的风速约为υ = 20m/s,设该地空气的密度为ρ = 1.4kg/m3,若把通过横截面积S = 20m2的风能的50%转化为电能,利用上述已知量推导计算电功率的公式,并求出发电机电功率的大小。
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)
将质量为20kg的物体从静止开始以1 m/s2的加速度竖直提升2m,求此过程中拉力做功的平均功率为多少?到达2m高处时拉力做功的瞬时功率为多少?
质量为m=1kg的物体以初速V0=12m/s竖直上抛,空气阻力大小为其重力的0.2倍,g取10m/s2,求:
(1)该物体上升和下降时的加速度之比;
(2)求整个过程中物体克服阻力做功的平均功率P1和物体落回抛出点时重力的瞬时功率P2。
输出功率保持10kW的起重机起吊质量为500kg的静止重物,当重物升高到2m时,速度已经达到最大,若g取10m/s2,则
(1)最大速度为多少?
(2)此过程所用时间为多少?
如图所示,倾角为θ的斜面上只有AB段粗糙,其余部分都光滑,AB段长为3L。将一个质量为m的物块(可看成质点)沿斜面由静止释放,释放时距A为2L。当运动到A下面距A为时物块运动的速度是经过A点速度的一半。(重力加速度为g)求:
(1)物块刚释放时的加速度a1大小;
(2)物块由静止释放滑到A所需的时间t1及在A时重力的瞬时功率?
(3)物块AB上运动的时间t2?
(14 分)有一条模拟索道长30米,倾斜角度设计为37°,使用质量m=50kg的吊环分析下滑过程。
(1)实验过程中,吊环从顶端静止释放,经过到达到索道底端,则吊环到达底端底时它所受重力的功率为多少?
(2)吊环与索道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索道方向的恒力F,由静止释放吊环后保持它的加速度大小a=1m/s2,且沿索道向下运动,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,一辆质量为 2.0×103 kg的汽车在平直公路上行驶,若汽车行驶过程中所受阻力恒为f=" 2.5" x 103N ,且保持功率为 80 kw 求:
( l )汽车在运动过程中所能达到的最大速度;
(2 )汽车的速度为 5m/s 时的加速度 ;
( 3 )汽车的加速度为0.75m/s2时的速度。
(15分)几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,就是动车。
(1)假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h;则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为多少?
(2)若动车组运动阻力正比于其速度,已知动车组最大功率P0时最大速度是,若要求提速一倍,则动车组功率是多少?
(3)若动车组从静止开始做匀加速直线运动,经过时间达到动车组最大功率P,然后以该最大功率继续加速,又经过时间达到最大速度,设运动阻力恒定,动车组总质量为m,求动车组整个加速距离。
如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2的光滑1/4圆形轨道,BC段为高h=5的竖直轨道,CD段为水平轨道。一质量为0.1的小球由A点从静止开始下滑到B点时对圆形轨道的压力大小为其重力的3倍,离开B点做平抛运动(g取10/s2),求:
(1)小球到达B点速度的大小为多少?
(2)小球到达B点时重力的瞬时功率大小?
(3)如果在BCD轨道上放置一个倾角θ=45°的斜面(如图中虚线所示),那么小球离开B点后能否落到斜面上?如果不能,请说明理由;如果能,请求出它第一次落在斜面上的位置。
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为L=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2,问:
(1)通过cd棒的电流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)力F的功率P是多少?
汽车发动机的额定功率为30KW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,
(1)汽车在路面上能达到的最大速度
(2)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间
(3)当汽车速度为10m/s时的加速度?
有一辆汽车的质量为3×103kg,额定功率为9×104W。汽车在平直路面上由静止开始运动,所受阻力恒为3×103N。在开始起动的一段时间内汽车以1m/s2的加速度匀加速行驶。从开始运动到停止加速(此时速度达最大)所经过的总路程为270m。求:
(1)汽车匀加速运动的时间;
(2)汽车能达到的最大速度;
(3)汽车从开始运动到停止加速所用的时间。
如图甲所示,用固定的电动机水平拉着质量m=2 kg的小物块和质量M=1 kg的平板以相同的速度一起向右匀速运动,物块位于平板左侧,可视为质点.在平板的右侧一定距离处有台阶阻挡,平板撞上后会立刻停止运动.电动机功率保持P=3 W不变。从某时刻t=0起,测得物块的速度随时间的变化关系如图乙所示,t=6 s后可视为匀速运动,t=10 s时物块离开木板.重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)平板与地面间的动摩擦因数μ为多大?
(2)物块在1 s末和3 s末受到的摩擦力各为多大?
(3)平板长度L为多少?
右表列出某种型号轿车的部分数据,根据表中数据回答下列问题:
长/mm×宽/mm×高/mm |
4871×1835×14640 |
净重/kg |
1500 |
传动系统 |
前轮驱动与档变速 |
发动机型式 |
直列4缸 |
发动机排量/L |
2.2 |
最高时速/m·s-1 |
30 |
0~100km/h的加速时间/s |
9.9 |
最大功率/kw |
150 |
(1)该车以最高速度行驶时轿车的牵引力为多少?
(2)假设轿车行驶中受到的阻力恒定,该车以最大功率由静止开始行驶5分钟开出的路程(认为车子已达到最大速度)?
(3)轿车以最大功率行驶,求轿车速度为20m/s时的加速度?