2022年重难点高中物理机车启动问题 .pdf

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1、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，则以下判断正确的选项是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. 假设保持此时的功率不变继续行驶，汽车能到达的最大速度是_m/s. g取 10 m/s2案例探究例 1 103 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

2、持额定功率从静止出发后能到达的最大速度是多少？2假设汽车从静止开始，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力.B 级要求 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页错解分析：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问中认为功率刚到达最大即额定功率时，速度亦到达了最大. 可得汽车速度到达最大时，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

3、大而增大，当P到达额定功率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，汽车到达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 到 达 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

4、. 错解分析：对第二过程分析不透，加之思维定势，无法巧妙地借助动能定理求t2. 解题方法与技巧：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页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，电动机刚到达最大功率 . 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

5、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所需时间至少为7.75 s. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页1. 飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，假设飞机以速率v匀速飞行时

6、，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.npnp C.n2p D.n3p2. 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 ，速度到达最大值54 km/h, 则机车的功率为 _W. 3.2002 年上海春考提示：物理中重要公式有F=ma,W=Fs,P=Fv,s=v0t+21at24. 103 kg ，假设汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为2 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=4103 kg 的汽车发动机的额定功率P0=401

7、03 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=2103N，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a6. 汽车质量为5 t ，其发动机额定功率为37.5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页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1051 4.1Ff=mVP=4 103 N 2v3=at=6 m/s,F-Ff=ma,P3=Fv3 104 W 5.120 s; 2 20 m/s; 30.25 m/s2 6.1t=5 s; 2s=225 m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页