高中物理测量人在某种运动中的功率计算题

随着我国经济和科技的发展，通过引进、创先、研发后，我国具有知识产权的大型运输机已试飞成功，此机可在短时间内投放物资和人员进行救灾、抢险和军事活动，能争取更多时间。现有总质量为一架大型喷气式飞机，从静止开始保持额定功率滑跑，当位移达到时，速度达到最大速度，并以此速度起飞，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍（）求：
（1）飞机起飞时的动能为多大？
（2）飞机起飞时的功率P为多大？
（3）飞机的速度为30m/s时加速度为多大？

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.

如图所示，两根平行金属导轨与水平面间的夹角α=30°，导轨间距为l = 0．50m，金属杆ab、cd的质量均为m=1．0kg，电阻均为r = 0．10Ω，垂直于导轨水平放置．整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度B = 2．0T．用平行于导轨方向的拉力拉着ab杆沿轨道以某一速度匀速上升时，cd杆保持静止．不计导轨的电阻，导轨和杆ab、cd之间是光滑的，重力加速度g =10m/s²．求：

（1）回路中感应电流I的大小．
（2）拉力做功的功率．
（3）若某时刻将cd杆固定，同时将ab杆上拉力F增大至原来的2倍，求当ab杆速度v₁=2m/s时杆的加速度和回路电功率P₁

在倾角为θ的斜坡上，某同学骑在自行车上，刚好能在不踩踏板的情况下使自行车沿斜坡匀速向下行驶。现在他骑着自行车以某一速度沿此斜坡匀速上行，已知在t时间内，他踩着脚蹬板转了N圈（不间断地匀速蹬），又已知自行车和人的总质量为m，自行车链轮的半径为R₁，飞轮的半径为R₂，后车轮的半径为R₃，设上、下坡过程中斜坡及空气作用于自行车的阻力大小相等，车轮与坡面接触处都无滑动（提示：自行车行驶的速度等于后轮边缘一点相对于轴心转动的线速度大小），不计自行车内部各部件之间因相对运动而消耗的能量。求人骑自行车上坡时的功率。

环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×10³ kg。当它在水平路面上以v＝36 km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50 A，电压U＝300 V。在此行驶状态下。
求驱动电机的输入功率P_电；
若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P_机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10 m/s²）；
设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。已知太阳辐射的总功率P₀＝4×10²⁶ W，太阳到地球的距离r＝1.5×10¹¹ m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。

（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。

额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶，若汽车总质量为2×10³kg，在水平面上行驶时所受的阻力恒为4×10³N。求：
（1）汽车所能达到的最大速度?
（2）若汽车以2m/s²的加速度由静止开始做匀加速直线运动，则匀加速阶段持续多长时间?
（3）汽车起动后第3s末的功率。

电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的物体。绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W，要将此物体由静止起，用最快的方式将物体吊高90m（已知物体在被吊高90m以前已开始以最大速度匀速上升），所需时间为多少？（g取10 m/s²）

在起重机将质量m=5×10³ kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，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="1.0" 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。

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。

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？

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？（）

“绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一，奥组委决定在各比赛场馆使用新型节能环保电动车，届时江汉大学的500名学生将担任司机，负责接送比赛选手和运输器材。在检测某款电动车性能的某次实验中，质量为8×10²㎏的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F—图象（图中AB、BO均为直线））。假设电动车行驶中所受的阻力恒定，

求此过程中（1）电动车的额定功率；
（2）电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2m/s？

如图所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面。t=0时，电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，使它做初速度为零，加速度a_B=1.0m/s²的匀加速直线运动。已知A的质量m_A和B的质量m_B均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ₁=0.05，B与水平面之间的动摩擦因数μ₂=0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10m/s2。求

（1）物体A刚运动时的加速度a_A
（2）t₁=1.0s时，电动机的输出功率P；
（3）若t₁=1.0s时，将电动机的输出功率立即调整为P₁=5W，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t₂=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t₁=1.0s到t₂=3.8s这段时间内木板B的位移为多少？

某兴趣小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v t图象，如图所示（除2s 10s时间段内的图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。已知小车运动的过程中，2s 14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行。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）小车运动中所受到的阻力大小为多少？
（2）小车匀速行驶阶段的功率为多少？
（3）小车加速运动过程中牵引力做功为多少？