高中 | 功率的概念与计算 题目答案及解析

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必修2

第七章 机械能守恒定律

7.3 功率

功率的概念与计算

我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明。图（$a$）为《天工开物》中描绘的利用耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图（$b$）所示，人站立的农具视为与水平地面平行的木板，两条绳子相互平行且垂直于木板边缘。已知绳子与水平地面夹角$\theta$为$25.5^\circ $，$\sin 25.5^\circ =0.43$，$\cos 25.5^\circ =0.90$。当每条绳子拉力$F$的大小为$250\;\rm N$时，人与木板沿直线匀速前进，在$15\;\rm s$内前进了$20\;\rm m$，求此过程中

地面对木板的阻力大小；

[["

$450\\;\\rm N$

"]]

由于木板匀速运动则有$2F\cos \theta=f$

解得$f=450\;\rm N$

两条绳子拉力所做的总功；

[["

$9.0\\times 10^{3}\\;\\rm J$

"]]

根据功的定义式有$W=2Fl\cos \theta$

解得$W=9.0 \times 10^{3}\;\rm J$

两条绳子拉力的总功率。

[["

$600\\;\\rm W$

"]]

根据功率的定义$P= \dfrac{W}{t}$，有$P=600\;\rm W$

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如图所示，用开瓶器取出紧塞在瓶口的软木塞时，先将拔塞钻旋入木塞内，随后下压把手，使齿轮绕固定支架上的转轴转动，通过齿轮啮合，带动与木塞相固定的拔塞钻向上运动。从时刻开始，顶部与瓶口齐平的木塞从静止开始向上做匀加速直线运动，木塞所受摩擦力随位移大小的变化关系为，其中为常量，为圆柱形木塞的高，木塞质量为，底面积为，加速度为，齿轮半径为，重力加速度为，瓶外气压减瓶内气压为且近似不变，瓶子始终静止在桌面上。（提示：可用图线下的“面积”表示所做的功）求： 汽车正在水平路面匀速行驶，然后驶上坡路，如图所示。设水平路面与上坡路面对汽车的阻力大小相等。则关于从水平到上坡过程，下列说法正确的是 公园里的斜坡大草坪是天然的滑草胜地，备受小朋友们的喜爱，图甲为滑草运动过程的简化图。某可视为质点的小朋友坐在滑板上从斜坡某处由静止开始滑下，其运动的图像如图乙所示。小朋友和滑板的总质量，斜坡的倾角，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度取。求： 如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面，其中段为平直上坡路面，段为水平路面，段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是 “套圈”是很多小朋友喜欢的游戏项目。某小朋友第一次从 点将套圈水平抛出，套圈落在点，第二次仍从点斜向上抛出，抛出速度与水平方向夹角为，结果套圈仍落在点，空气阻力不计，对这两次“套圈”，下列说法正确的是 质点在以某点为圆心半径为的圆周上运动，即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。它是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。
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