机车启动问题分析课后作业.docx
机车启动问题分析课后作业1 .【题文】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【答案】C【解析】根据功率与速度关系式P=Fv,当功率P一定时，速度v越大，牵引力F越小，结合牛顿 第二定律判断，可以确定物体的运动情况.汽车以恒定功率P由静止出发，根据功率与速度关系式P=Fv,当功率P 一定时，速度v 越大，牵引力F越小，刚开始速度很小，牵引力很大，牵引力大于阻力，合力向前，加 速度向前，物体做加速运动，随着速度的增加，牵引力不断变小，合力也变小，加速度 也变小，当牵引力减小到等于阻力时，加速度减为零，速度达到最大，之后物体做匀速 直线运动。故选C.2 .【题文】汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动的一段时间内保持匀加速直线 运动，则（）A.不断增大牵引力功率B.不断减小牵引力功率C.保持牵引力功率不变D.无法确定牵引力功率的变化【答案】C【解析】汽车做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有：F-f=ma,阻力不变，则牵引力不变，根 据P=Fv知，牵引力功率增大，故A正确，BCD错误。3 .【题文】汽车在恒定功率下，由静止沿平直公路开始起动，关于它的速度一时间图像, 可能正确的是（）【答案】C【解析】汽车在恒定功率下，沿平直公路的运动是加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度后 匀速运动，图象C反映了这一过程中的速度随时间变化的规律.故选c.4 .【题文】质量为2t的汽车，发动机功率30kW,在水平公路上可以以54km/h的最大 速率匀速行驶。若保持功率不变，当速率为36km/h时，瞬时加速度为（）A.B. lm/s2C. 1.5m/s2D. 2m/s2【答案】A【解析】当汽车以额定功率行驶时，随着汽车速度的增加，汽车的牵引力会逐渐的减小，直到最 后牵引力和阻力相等，到达最大速度之后做匀速运动，此时的速度达到最大，由功率公 式P=Fv求出阻力，再根据牛顿第二定律求解加速度。当牵引力和阻力相等时，汽车的速度最大，最大速度为Vm=54km/h=15m/s,由尸= 710 = /可得阻力/：P/ = =2000N%速度达到v = 36 km/h = 10m/s时汽车的牵引力为FPF = =3000NV由牛顿第二定律b-f= ma可得：a =0.5m/sm故选A5 .【题文】质量为m的汽车，其发动机额定功率为P。当它开上一个倾角为。的斜坡时,受到的阻力为车重力的左倍，则车的最大速度为（）A.Pmg sin 0B.P cos 0mg （k + sin。）C 尸 cos。mgD.尸mg （k + sin 3）【答案】D【解析】当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度；汽车匀速运动时，受力平衡。由于汽车是沿 倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力F=HmgsinO由功率P=Fv,所以上坡时的速度P _ Pf + mg sin。 mg （k + sin。）故选C6 .【题文】一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其V”图象如图所示，已知汽车的质量为加=2x103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的倍，g取10 m/s2,则()A.汽车在前5 s内的牵引力为4x103 nB.汽车在前5 s内的牵引力为6x103 nC.汽车的额定功率为60 kWD.汽车的最大速度为30 m/s【答案】BCD【解析】前5s内，由图a=2m/s2,由牛顿第二定律尸/=加，求得:F = maf=6000 N故A错误，B正确。车在5s末功率达到额定功率：P = Fv= 60kW故C正确.当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即尸=/，最大速度P= = 30m/sm/故D正确.故选BCD7 .【题文】一辆质量为2.0xl03kg的汽车以额定功率为6.0x104W在水平公路上行驶， 汽车受到的阻力为一定值在某时刻汽车的速度为20m/s,加速度为m/s2,求(g取lOm/s?)：(1)汽车所能达到的最大速度是多大？(2)当汽车的速度为10m/s时的加速度是多大？(3)若汽车从静止开始做匀加速直线运动(不是额定功率行驶)，加速度的大小为m/s2, 则这一过程能保持多长时间？【答案】：(l)30m/s(2)2m/s2(3)15s【解析】P(1)汽车以额定功率行驶，当速度为20m/s,加速度为2,则有：一-f=maV解之得：户2X103NP60000 2 /当阻力等于牵引力时，汽车达到最大速度为：v = - = -=30m/s.J乙p汽车以额定功率行驶，当速度为10m/s,由牛顿第二定律可得：v解之得：-2m/s2(3)汽车从静止开始做匀加速直线运动，由于牵引力不变，速度增加，导致功率增大.当达到额定功率，速度继续增加，导致牵引力减小.因此汽车达到额定功率时，结束匀加速过程.则有：P -f=maV当P达到额定功率时，则有：v=15m/s由速度与时间关系，得：t = = s=15s a1即静止开始做匀加速直线运动的时间为15s
