【重难点】高中物理机车启动问题_中学教育-高中教育.pdf

学习必备 欢迎下载 机车启动问题练习及解析 1.（）汽车以恒定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是 A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动 C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动 2.（）汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的 0.01 倍，当速度为 4 m/s 时，加速度为 0.4 m/s2.若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是_m/s.（g取 10 m/s2）案例探究 例 1（）汽车发动机额定功率为 60 kW，汽车质量为 5.0 103 kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的 0.1 倍，试求：（1）汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，以 0.5 m/s2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？命题意图：考查对汽车起动的两类问题及过程的分析能学习必备 欢迎下载 力.B 级要求.错解分析：（1）对v、F、a、p间相互制约关系分析不透，挖掘不到临界条件和临界状态，（2）在第（2）问中认为功率刚达到最大（即额定功率）时，速度亦达到了最大.可得汽车速度达到最大时，a=0，kmgPvvFPkmgfFmm=12 m/s（2）要维持汽车加速度不变，就要维持其牵引力不变，汽车功率将随v增大而增大，当P达到额定功率P额后，不能再增加，即汽车就不可能再保持匀加速运动了.所以，汽车达到最大速度之前已经历了两个过程：匀加速和变加速，匀加速过程能维持到汽车功率增加到P额的时刻，设 匀 加 速 能 达 到 最 大 速 度 为v，则 此 时 s16:1tmakmgFFvPatv 例 2（）电动机通过一绳子吊起质量为 8 kg的物体，绳的拉力不能超过 120 N，电动机的功率不能超过1200 W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高 90 m（已知此物体在被吊高接近 90 m 时，已开始以最大速度匀速上升）所需时间为多少？命题意图：考查对机械启动两类问题的理解及迁移应用的创新能力.B 级要求.错解分析：对第二过程分析不透，加确的是汽车先做匀加速运动最后做匀速运动汽车先做加速度越来越大的加速运动最后做匀速运动动汽车先做加速度越来越小的加速运动最后做匀速运汽车先做加速运动再做减速运动最后做匀速运动汽车在水平公路上行驶车受的阻力机额定功率为汽车质量为汽车在水平路面行驶时受到的阻力大小是车重的倍试求汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少若汽车从静止开始以的加速度匀加速运动则这一加速度能维持多长时间命题意图考查对汽车起和临界状态在第问中认为功率刚达到最大即额定功率时速度亦达到了最大可得汽车速度达到最大时要维持汽车加速度不变就要维持其牵引力不变汽车功率将随增大而增大当达到额定功率额后不能再增加即汽车就不可能再保持匀加速学习必备 欢迎下载 之思维定势，无法巧妙地借助动能定理求t2.解题方法与技巧：此题可以用机车起动类问题的思路，即将物体吊高分为两个过程处理：第一过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体匀加速上升，第一个过程结束时，电动机刚达到最大功率.第二个过程是电动机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，当拉力等于重力时，物体开始匀速上升.在匀加速运动过程中加速度为 a=8108120mmmgF m/s2=5 m/s2 末速度vt=1201200mmFP=10 m/s 上升的时间t1=510avts=2 s 上升高度为h=5210222avt=5 m 在功率恒定的过程中，最后匀速运动的速率为 vm=1081200mgFFPmm=15 m/s 外力对物体做的总功W=Pmt2-mgh2,动能变化量为 Ek=21mv2m-21mvt2 由动能定理得Pmt2-mgh2=21mvm2-21mvt2 代入数据后解得t2=5.75 s，所以t=t1+t2=7.75 s 所需时确的是汽车先做匀加速运动最后做匀速运动汽车先做加速度越来越大的加速运动最后做匀速运动动汽车先做加速度越来越小的加速运动最后做匀速运汽车先做加速运动再做减速运动最后做匀速运动汽车在水平公路上行驶车受的阻力机额定功率为汽车质量为汽车在水平路面行驶时受到的阻力大小是车重的倍试求汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少若汽车从静止开始以的加速度匀加速运动则这一加速度能维持多长时间命题意图考查对汽车起和临界状态在第问中认为功率刚达到最大即额定功率时速度亦达到了最大可得汽车速度达到最大时要维持汽车加速度不变就要维持其牵引力不变汽车功率将随增大而增大当达到额定功率额后不能再增加即汽车就不可能再保持匀加速学习必备 欢迎下载 间至少为 7.75 s.1.（）飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率n v匀速飞行时，发动机的功率为 A.np B.2np C.n2p D.n3p 2.（）质量为 5.00 105 kg 的机车，以恒定的加速度从静止出发，经 5 min 行驶 2.25 km，速度达到最大值54 km/h,则机车的功率为_W.3.（）（20XX 年上海春考）铁路提速，要解决许多技术问题.通常，列车阻力与速度平方成正比，即f=kv2.列车要跑得快，必须用大功率机车来牵引.试计算列车分别以 120 km/h 和 40 km/h 的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值.（提示：物理中重要公式有F=ma,W=Fs,P=Fv,s=v0t+21at2）4.（）额定功率为 80 kW 的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度为 20 m/s.已知汽车的质量为 2 103 kg，若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为 2 确的是汽车先做匀加速运动最后做匀速运动汽车先做加速度越来越大的加速运动最后做匀速运动动汽车先做加速度越来越小的加速运动最后做匀速运汽车先做加速运动再做减速运动最后做匀速运动汽车在水平公路上行驶车受的阻力机额定功率为汽车质量为汽车在水平路面行驶时受到的阻力大小是车重的倍试求汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少若汽车从静止开始以的加速度匀加速运动则这一加速度能维持多长时间命题意图考查对汽车起和临界状态在第问中认为功率刚达到最大即额定功率时速度亦达到了最大可得汽车速度达到最大时要维持汽车加速度不变就要维持其牵引力不变汽车功率将随增大而增大当达到额定功率额后不能再增加即汽车就不可能再保持匀加速学习必备 欢迎下载 m/s2.假定汽车在整个运动过程中阻力不变.求：（1）汽车受到的阻力Ff；（2）汽车在 3 s 末的瞬时功率；5.（）质量为m=4 103 kg 的汽车发动机的额定功率P0=40 103 W，汽车从静止开始，以a=0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，所受阻力恒为Ff=2 103 N，求：（1）汽车匀加速运动所用的时间 t；（2）汽车可达的最大速度vm；（3）汽车速度为 2vm/3 时的加速度a 6.（）汽车质量为5 t，其发动机额定功率为37.5 kW，汽车在水平道路上从静止开始起动，开始一段时间内，以加速度 1.0 m/s2做匀加速运动，最后匀速运动的速度为 15 m/s.求：（1）汽车做匀加速运动的时间.（2）汽车匀速运动后关闭发动机，还能滑多远？参考答案 难点展台 1.C 2.20 1.D 2.3.75 105 确的是汽车先做匀加速运动最后做匀速运动汽车先做加速度越来越大的加速运动最后做匀速运动动汽车先做加速度越来越小的加速运动最后做匀速运汽车先做加速运动再做减速运动最后做匀速运动汽车在水平公路上行驶车受的阻力机额定功率为汽车质量为汽车在水平路面行驶时受到的阻力大小是车重的倍试求汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少若汽车从静止开始以的加速度匀加速运动则这一加速度能维持多长时间命题意图考查对汽车起和临界状态在第问中认为功率刚达到最大即额定功率时速度亦达到了最大可得汽车速度达到最大时要维持汽车加速度不变就要维持其牵引力不变汽车功率将随增大而增大当达到额定功率额后不能再增加即汽车就不可能再保持匀加速学习必备 欢迎下载 3.27 1 4.（1）Ff=mVP=4 103 N （2）v3=at=6 m/s,F-Ff=ma,P3=Fv3=4.8 104 W 5.（1）20 s;（2）20 m/s;（3）0.25 m/s2 6.（1）t=5 s;（2）s=225 m 确的是汽车先做匀加速运动最后做匀速运动汽车先做加速度越来越大的加速运动最后做匀速运动动汽车先做加速度越来越小的加速运动最后做匀速运汽车先做加速运动再做减速运动最后做匀速运动汽车在水平公路上行驶车受的阻力机额定功率为汽车质量为汽车在水平路面行驶时受到的阻力大小是车重的倍试求汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少若汽车从静止开始以的加速度匀加速运动则这一加速度能维持多长时间命题意图考查对汽车起和临界状态在第问中认为功率刚达到最大即额定功率时速度亦达到了最大可得汽车速度达到最大时要维持汽车加速度不变就要维持其牵引力不变汽车功率将随增大而增大当达到额定功率额后不能再增加即汽车就不可能再保持匀加速