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  4. 功率的计算速度公式及其应用重力的计算

荣威汽车是我国具有自主产权的高级轿车,这部分技术参数如表所示,一辆满载的荣威轿车以90千米/时的速度在公路上直线行驶,受到的阻力是其自身重力的0.2倍,求(1)该轿车行驶

一、题文

荣威汽车是我国具有自主产权的高级轿车,这部分技术参数如表所示,一辆满载的荣威轿车以90千米/时的速度在公路上直线行驶,受到的阻力是其自身重力的0.2倍,求
(1)该轿车行驶5分钟通过的路程;
(2)轿车所受的重力;
(3)轿车发动机受到牵引力.
款式年份2007
排气量(升)2.497
最高速度(千米/时)220
本车质量(千克)1600
承载质量(千克)400
环保标准欧 IV

考点提示:功率的计算,速度公式及其应用,重力的计算

二、答案

(1)由v=
s
t
可得,轿车行驶5分钟通过的路程:
s=vt=90km/h×
5
60
h=7.5km;
(2)轿车所受的重力:
G=(m+m)g=(1600kg+400kg)×9.8N/kg=19600N;
(3)轿车受到的阻力:
f=0.2G=0.2×19600N=3920N,
∵轿车匀速直线行驶,
∴受到的牵引力和阻力是一对平衡力,则牵引力F=f=3920N.
答:(1)该轿车行驶5分钟通过的路程为7.5km;
(2)轿车所受的重力为19600N;
(3)轿车发动机受到牵引力为3920N.

三、考点梳理

知名教师分析,《荣威汽车是我国具有自主产权的高级轿车,这部分技术参数如表所示,一辆满载的荣威轿车以90千米/时的速度在公路上直线行驶,受到的阻力是其自身重力的0.2倍,求(1)该轿车行驶》这道题主要考你对 功率的计算速度公式及其应用重力的计算 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:功率的计算,速度公式及其应用,重力的计算

考点名称:功率的计算
  • 功率的计算公式:
    (1)P=W/t,其中P代表功率,单位为W,W代表功,单位为J;t代表时间,单位为s。
    (2)因为P=W/t,W=Fs,v=s/t,所以P=W/t=Fs/t=Fv,P=Fv是功率的又一表达式。
  • 公式法计算功率:
         运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的,不能张冠李戴。单位要统一,P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
    例1 如图所示,铁明同学向上跳台阶进行晨练,铁明重500N,在10s内匀速连跳12个台阶,每个台阶的高度为0.2m。在这个过程中,已知铁明克服摩擦做功为2800J,求出此过程中:

    (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
    (2)铁明克服重力做功是多少?
    (3)铁明做功的总功率多大?
    解析:竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出,克服重力做功等于重力与高度的乘积,即,总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
    (1)0.24m/s
    (2)
    (3)

    例2在打捞海底沉船时,常用水下机器人潜入水下打捞船上物品,已知ρ海水=1.03×103kg/m3
    (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
    (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3,密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动,求该力的大小。
    (3)若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时,机器人水平推进力的功率。

    解析:(1)由液体压强公式得,
    (2)物体在水下受平衡力的作用,则

    (3)由题图可知,海水阻力与机器人的运动速度成正比,当机器人运动速度为0.5m/s时,f=175N 机器人匀速前进时,机器人水平推进力F=f
    P=Fv=175N×0.5m/s=87.5W
    答案:(1)7.21×105Pa(2)334N(3)87.5W

考点名称:速度公式及其应用
  • 速度的公式:
    ,其中v表示速度,s表示路程,t表示时间。

    注意:
    ①应用计算时,单位要统一。s用米(m),t用秒(s)作单位时,速度v的单位为米/秒 (m/s);当s用千米(km),t用小时(h)时,速度v的单位为千米/时(km/h)。
    ②公式的三个物理量必须对应于同一物体。
  • 火车过桥(隧道)问题:
       火车穿过隧道时,火车头进人隧道就开始算起,直到火车尾离开隧道才叫做火车通过了隧道,所以火车穿过隧道经过的路程应该等于隧道长与车身长度的和。过大桥时也类似,火车通过大桥经过的路程等于桥长加车长。故对于本身有长度的物体过桥问题小结如下:物体通过的路程等于桥长与物体本身长度的和。

    例1:一列火车长200米,用20s的时间穿过了一条100m长的隧道,该火车如果以这样的速度通过长 3.4km的大桥,要用多长时间?

    解析:火车穿过隧道时所走的路程: =100m+200m=300m,时间t1=20s,火车的速度:vl =,此速度也是火车通过大桥的速度,火车通过大桥的路程:=3400m+ 200m=3600m,通过此桥需要的时间为
    答案:240s

    出租车问题:
    1.出租车的速度表示车辆行驶过程中的行进速度,指针指示的数值就是该时刻的速度值,采用的单位为km/h。
    2.里程示数窗表示该车行驶的总路程,某段时间的路程就等于这段时间内两个示数的差。
    3.出租车票据上给出的上车、下车时间间隔为车行驶时间,里程就是这段时间内出租车通过的路程。利用这些信息,可以解决与出租车有关的多种问题。

    例某人乘出租车时得到一张天津市客运出租行业专用发票,如表所示,此人乘车时间为____;该车这段时间内运动的平均速度为____km/h。

    解析:根据出租车票据的起止时问,可以知道此人乘车时间为10min,出租车行驶的路程是5.5km,利用速度公式求出汽车的平均速度为:=33km/h。

考点名称:重力的计算
  • 重力的计算公式:
    物体所受的重力跟它的质量成正比,g=,G=mg。(g=9.8N/g)
  • 重力与质量的区别和联系:
    质量重力
    区别概念物体所含物质的多少由于地球吸引而使物体受到的力
    符号mG
    量性只有大小,没有方向既有大小,又有方向
    单位千克(kg)牛顿(N)
    与地理位置的关系与位置无关与位置有关
    公式m=ρVG=mg
    测量工具天平测力计
    联系重力与质量的关系是G=mg(g=9.8N/kg)
  • 重力加速度:
         重力加速度g的方向总是竖直向下的。在同一地区的同一高度,任何物体的重力加速度都是相同的。重力加速度的数值随海拔高度增大而减小。当物体距地面高度远远小于地球半径时,g变化不大。而离地面高度较大时,重力加速度g数值显著减小,此时不能认为g为常数。
         距离地面同一高度的重力加速度,也会随着纬度的升高而变大。由于重力是万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供了物体绕地轴作圆周运动所需要的向心力。物体所处的地理位置纬度越高,圆周运动轨道半径越小,需要的向心力也越小,重力将随之增大,重力加速度也变大。地理南北两极处的圆周运动轨道半径为0,需要的向心力也为0,重力等于万有引力,此时的重力加速度也达到最大。

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