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

应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果,保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动,如图所示。在此过程中,下列说法中正确的是$(\qquad)$

["

苹果在最高点$c$时处于失重状态

","

苹果的加速度始终保持不变

","

苹果所受重力的功率保持不变

","

苹果从最低点$a$到最左侧点$b$运动的过程中,手掌对苹果的摩擦力越来越大

"]
[["AD"]]

$\rm A$.苹果所受合力提供的向心力始终指向圆心,在$c$点时向心力方向竖直向下,即加速度方向竖直向下,所以苹果在$c$点处于失重状态,故$\rm A$正确;

$\rm B$.苹果做匀速圆周运动,加速度大小不变,方向不断改变,故$\rm B$错误;

$\rm C$.根据瞬时功率的表达式有$P=mgv\cos\alpha$,由于苹果线速度的方向与重力方向之间的夹角$\alpha$不断发生变化,可知,苹果所受重力的功率在改变,故$\rm C$错误;

$\rm D$.苹果做匀速圆周运动,加速度大小不变,设加速度方向与竖直方向的夹角为$\theta$,根据牛顿第二定律可得$f=ma\sin\theta$,苹果从最低点$a$到最左侧点$b$运动的过程中,$\theta$逐渐增大,$\sin \theta$逐渐增大,则手掌对苹果的摩擦力越来越大,故$\rm D$正确。

故选:$\rm AD$

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应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果,保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动,如图所示。在此过程中,下列说法中正确的是 一台交流发电机为一套可视为纯电阻电路的工业电热设备供电,设备额定功率 ,正常工作时该设备所能达到的最大瞬时功率约为 如图,利用动滑轮吊起质量为的物体,滑轮与绳的摩擦及重力均不计,竖直向上拉动细绳,使重物从静止开始以的加速度上升,则拉动的过程中物体克服重力做功为,末拉力的功率为。 关于功率,以下说法正确的是 如图甲,吴同学用吹风机模拟风洞进行实验。该同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风,圆形出风口与托盘距离较近且风速恒定,吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开,简化图如图乙。当电吹风设置在冷风挡位(即未启动内部电加热功能)垂直向托盘吹风时,电子秤示数与无风时放上一质量为的砝码时一致,设出风口半径为,空气密度为,重力加速度大小为。对于吹风机该档位正常工作时的情况, 高速列车的速度越高,空气阻力的影响越大,所以高速列车的车头需通过风洞实验优化空气动力学设计。某动车组由节车厢编组而成,其中第、、、节为动力车厢,其余为无动力车厢。已知每节动力车厢有的大型电动机提供动力,每节车厢除了行驶中受恒定的摩擦阻力外,还会受到风阻作用,第节列车所受风阻,其余每节车厢所受的风阻,表达式中表示动车行驶速度,为比例系数,为。试求:
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