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平均功率和瞬时功率的区别
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下图是世界上第一条投入商业运行的上海磁浮列车,运行路程31.5km,最高速度可达430km.h(即119.4m/s),走完全程只需8min,它是靠磁体间相互作用浮离轨道约15cm,被誉为“飞”
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
下图是世界上第一条投入商业运行的上海磁浮列车,运行路程31.5km,最高速度可达430km.h(即119.4m/s),走完全程只需8min,它是靠磁体间相互作用浮离轨道约15cm,被誉为“飞”起来的交通工具,根据车厢内显示屏上显示的时刻和速度值,整理后如下表所示(从起动至中途)
t/s
0
8
23
35
55
83
130
189
211
217
226
240
v/ms
-1
0
5.3
19.7
28.3
41.9
56.4
85.0
111.1
119.4
119.4
119.4
117.0
假设列车的总质量为3×10
4
kg,列车以较高速度运行时仅受空气阻力作用,且空气阻力与速度的平方成正比,即f=kv
2
,式中k=2kg/m
(1)使列车浮起要做多少功?
(2)画出列车在0~240s内的v-t图象
(3)估算列车在最大速度运行时的牵引力
(4)估算100s这一时刻,列车牵引力的瞬时功率.
◎ 答案
(1)列车浮起要做的功W=mgh=3×10
4
×10×0.15=4.5×10
4
J;
(2)应用描点法作图,图象如图所示;
(3)列车以最大速度运行时,做匀速直线运动,由平衡条件得:
F=f=kv
2
=2×(119.4)
2
N=2.85×10
4
N.
(4)由v-t图象可得:100s时瞬时速度为67m/s,
此时图象近似直线,列车作匀减速运动,
列车加速度a=
85-56.4
130-83
m/
s
2
=0.61m/
s
2
,
此时阻力位f,牵引力为F,由牛顿第二定律得:F-f=ma,
则F=ma+kv
2
=3×10
4
×0.61+2×(67)
2
=2.73×10
4
N,
牵引力功率P=Fv=2.73×10
4
×67W=1.83×10
6
W.
答:(1)使列车浮起要做的功为4.5×10
4
J;
(2)列车在0~240s内的v-t图象如图所示;
(3)列车在最大速度运行时的牵引力为2.85×10
4
N;
(4)100s这一时刻,列车牵引力的瞬时功率为1.83×10
6
W.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“下图是世界上第一条投入商业运行的上海磁浮列车,运行路程31.5km,最高速度可达430km.h(即119.4m/s),走完全程只需8min,它是靠磁体间相互作用浮离轨道约15cm,被誉为“飞”…”主要考查了你对 【匀变速直线运动】,【牛顿第二定律】,【平均功率和瞬时功率的区别】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/355731.html
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