11. 提升题电动汽车具有节能减排、绿色环保的特点,备受人们的青睐。某型号电动汽车在水平路面上以20 m/s的速度沿直线匀速行驶时,电动机的输出功率是5×10³ kW。求:
(1)经过900 s,电动汽车行驶的距离;
(2)电动机在900 s内对电动汽车做的功;
(3)电动汽车匀速行驶时受到的阻力。
(1)经过900 s,电动汽车行驶的距离;
(2)电动机在900 s内对电动汽车做的功;
(3)电动汽车匀速行驶时受到的阻力。
答案
(1)
根据速度公式 $v = \frac{s}{t}$,得:
$s = v × t = 20 \, \mathrm{m/s} × 900 \, \mathrm{s} = 18000 \, \mathrm{m}$
(2)
根据功率公式 $P = \frac{W}{t}$,得:
$W = P × t = 5 × 10^{6} \, \mathrm{W} × 900 \, \mathrm{s} = 4.5 × 10^{9} \, \mathrm{J}$
(3)
根据功率与速度关系 $P = F × v$,得牵引力:
$F = \frac{P}{v} = \frac{5 × 10^{6} \, \mathrm{W}}{20 \, \mathrm{m/s}} = 2.5 × 10^{5} \, \mathrm{N}$
因电动汽车匀速行驶,阻力与牵引力平衡,故:
$f = F = 2.5 × 10^{5} \, \mathrm{N}$
根据速度公式 $v = \frac{s}{t}$,得:
$s = v × t = 20 \, \mathrm{m/s} × 900 \, \mathrm{s} = 18000 \, \mathrm{m}$
(2)
根据功率公式 $P = \frac{W}{t}$,得:
$W = P × t = 5 × 10^{6} \, \mathrm{W} × 900 \, \mathrm{s} = 4.5 × 10^{9} \, \mathrm{J}$
(3)
根据功率与速度关系 $P = F × v$,得牵引力:
$F = \frac{P}{v} = \frac{5 × 10^{6} \, \mathrm{W}}{20 \, \mathrm{m/s}} = 2.5 × 10^{5} \, \mathrm{N}$
因电动汽车匀速行驶,阻力与牵引力平衡,故:
$f = F = 2.5 × 10^{5} \, \mathrm{N}$
12. 提升题一辆满载物资的总重力为G的运输车,将物资沿路线ABCD从A处运至D处,CD段与AB段的高度差为h,如图7甲所示。在整个过程中,汽车以恒定速度v运动,在t=0 s时经过A处,t₁时经过B处,t₂时经过C处,汽车牵引力的功率P随时间t变化的关系图像如图7乙所示。(G、h、v、P₁、P₂、t₁和t₂均为已知量)
(1)AB段的长度为多少?
(2)请比较汽车在AB段和BC段运动时牵引力F₍AB₎、F₍BC₎的大小。
(3)汽车沿斜坡BC段运动时牵引力所做的功为多少?

(1)AB段的长度为多少?
(2)请比较汽车在AB段和BC段运动时牵引力F₍AB₎、F₍BC₎的大小。
(3)汽车沿斜坡BC段运动时牵引力所做的功为多少?
答案
(1) $AB$段: $s_{AB}=v t_1$ 。
(2) $AB$段牵引力: $F_{AB} = \frac{P_1 }{v}$,
$BC$段牵引力: $F_{BC} = \frac{P_2 }{v}$,
由于 $P_2 > P_1$ ,
故 $F_{BC} > F_{AB}$。
所以 $F_{AB} < F_{BC}$。
(3) $BC$段: $W = P_2 (t_2-t_1)$。
(2) $AB$段牵引力: $F_{AB} = \frac{P_1 }{v}$,
$BC$段牵引力: $F_{BC} = \frac{P_2 }{v}$,
由于 $P_2 > P_1$ ,
故 $F_{BC} > F_{AB}$。
所以 $F_{AB} < F_{BC}$。
(3) $BC$段: $W = P_2 (t_2-t_1)$。
13. 某同学是一名九年级学生,他了解到在初中毕业生升学体育考试中,跳绳项目需达到一分钟180个才能得满分,于是他在学校操场上进行测试。同时,“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量该同学跳绳的功率。
(1)根据所学的知识,要达到实验目的,兴趣小组需要选择的实验器材有、和秒表。
(2)兴趣小组的同学根据该同学跳绳的情况绘制的h-t图像如图8所示。该同学在跳绳的整个过程中的快慢是一样的。通过计算,可以判断出这次跳绳该同学(选填“能”或“不能”)获得满分。

(3)该同学的质量约为50 kg,可估算出整个过程中该同学做的功约为J,他跳绳的功率约为W。(g取10 N/kg)
(1)根据所学的知识,要达到实验目的,兴趣小组需要选择的实验器材有、和秒表。
(2)兴趣小组的同学根据该同学跳绳的情况绘制的h-t图像如图8所示。该同学在跳绳的整个过程中的快慢是一样的。通过计算,可以判断出这次跳绳该同学(选填“能”或“不能”)获得满分。
(3)该同学的质量约为50 kg,可估算出整个过程中该同学做的功约为J,他跳绳的功率约为W。(g取10 N/kg)
答案
(1) 米尺(或刻度尺)、体重秤
(2) 由图可知,该同学跳一次所用时间$t = 0.4s$,$1min$内所跳次数$n=\frac{60s}{0.4s}=150$个,$150<180$,所以这次跳绳该同学不能获得满分。
答案:不能
(3) 跳一次所做的功$W = Gh = mgh = 50kg×10N/kg×0.04m = 20J$,
$1min$内所做的功$W_{总}=nW = 150×20J = 3000J$,
跳绳功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{3000J}{60s}=50W$。
答案:3000;50
(2) 由图可知,该同学跳一次所用时间$t = 0.4s$,$1min$内所跳次数$n=\frac{60s}{0.4s}=150$个,$150<180$,所以这次跳绳该同学不能获得满分。
答案:不能
(3) 跳一次所做的功$W = Gh = mgh = 50kg×10N/kg×0.04m = 20J$,
$1min$内所做的功$W_{总}=nW = 150×20J = 3000J$,
跳绳功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{3000J}{60s}=50W$。
答案:3000;50
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