题文

一辆上海桑塔纳牌轿车在我省新建成的清--镇高速公路上行驶，它在经过如下图所示的标志牌下时，速度已达40m/s，并仍以此速度在向前开行。　　 （1）这辆车是否违反了交通法规，为什么？　　 （2）如果这辆轿车以108km/h的速度匀速行驶，从标志牌处开到镇宁需要多少时间？（结果保留两位小数）　　 （3）设这段路程为平直公路，在这段路程中，该车受到的阻力为2×103N，它的功率是多大？

题型：计算题  难度：偏难

答案

解：（1）因为v0=40m/s=144km/h>120km/h，所以该车超速行驶，违反了交通法规        （2）所需要的时间。        （3）v=108km/h=30m/s，功率P=Fv=2×103N×30m/s=6×104W。

据专家权威分析，试题“一辆上海桑塔纳牌轿车在我省新建成的清--镇高速公路上行驶，它在..”主要考查你对  功率的计算，速度的计算，速度公式及其应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功率的计算速度的计算速度公式及其应用

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
  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：速度的计算

• 计算公式：
  v=。其中v表示速度，s表示路程，t表示通过这段路程所用的时间。

• 巧选参照物简化速度的计算：
     恰当地选择参照物，可使某些关于速度计算的复杂问题变得简单。像超车、错车，漂流物问题等都可以这样试试!不要形成定势，只盯着地面或地面上静止的物体做参照物!

  例1在一列以18m／s的速度匀速行驶的火车上，某乘客以2m／s的速度在车厢内行走(车厢长 20m)．下列说法正确的是(  )
  A．乘客用ls的时间从车厢头走到车厢尾
  B．乘客用11s的时间从车厢头走到车厢尾
  C．乘客用10s的时间从车厢头走到车厢尾