第八章JICHEDELIANGZHONGQIDONGFANGSHI專題強化機車的兩種啟動方式探究重點提升素養(yǎng)/專題強化練會分析兩種機車啟動方式中各物理量的變化并能進行相關(guān)計算.學(xué)習(xí)目標內(nèi)容索引探究重點提升素養(yǎng)Part1專題強化練Part2探究重點提升素養(yǎng)Part

1一、以恒定功率啟動一汽車在水平路面上以恒定功率P從靜止開始加速運動，運動過程中受到的阻力大小為Ff：(1)機車功率指的是合力做功的功率(總功率)還是牽引力做功的功率？導(dǎo)學(xué)探究答案機車功率指的是發(fā)動機的功率，即牽引力做功的功率.(2)汽車在啟動過程中速度v、加速度a怎么變化？汽車的最大速度是多大？導(dǎo)學(xué)探究答案(3)試在圖中定性畫出此過程中的v－t圖像.導(dǎo)學(xué)探究答案如圖所示：

在水平路面上運動的汽車的額定功率為100kW，質(zhì)量為10t，設(shè)阻力大小恒定，且為車重力的0.1倍(g取10m/s2)，汽車以不變的額定功率從靜止啟動，則：(1)汽車的加速度如何變化？例1答案見解析若汽車以不變的額定功率從靜止啟動，v變大，由P額＝Fv知，牽引力F減小，根據(jù)牛頓第二定律有F－Ff＝ma，可知汽車的加速度逐漸減小到零.(2)當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時，速度為多大？答案見解析F－Ff＝ma1P額＝Fv1(3)汽車在運動過程中所能達到的最大速度的大小是多少？答案見解析當(dāng)汽車速度達到最大時，a2＝0，F(xiàn)′＝Ff，故二、以恒定的加速度(牽引力)啟動若一汽車在水平路面上以恒定加速度開始啟動，額定功率為P額，運動過程中受到的阻力大小為Ff.(1)汽車勻加速運動過程中，牽引力如何變化？汽車的實際功率如何變化？導(dǎo)學(xué)探究答案由題意知a不變，F(xiàn)f不變，由F－Ff＝ma知，F(xiàn)也不變，由P＝Fv知，此過程汽車的實際功率P增大.(2)當(dāng)汽車的實際功率達到額定功率P額時，汽車的速度是多大？此時汽車的速度是否為最大速度？之后功率將如何變化？導(dǎo)學(xué)探究答案剛達到額定功率時，F(xiàn)－Ff＝ma此后汽車功率不變，速度繼續(xù)增大，此時速度不是最大速度.(3)分析整個運動過程并畫出汽車運動的v－t圖像.導(dǎo)學(xué)探究答案如圖所示：汽車先做勻加速直線運動，當(dāng)功率達到額定功率后做加速度減小的加速運動，最終做勻速直線運動.(4)畫出整個過程中汽車運動的P－t圖像.導(dǎo)學(xué)探究答案如圖所示：(5)求出整個過程中汽車的最大速度.

在水平路面上運動的汽車的額定功率為60kW，若其總質(zhì)量為5t，在水平路面上所受到的阻力大小恒為5×103N，求：(1)汽車所能達到的最大速度的大小；例2答案12m/s(2)若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速直線運動，這一過程能維持多長的時間；答案16s汽車以恒定的加速度a做勻加速直線運動，能夠達到的最大速度為v，由v＝at得這一過程維持的時間為t＝16s.(3)若汽車以額定功率啟動，則汽車的車速為v1＝2m/s時的加速度多大；答案5m/s2(4)若汽車以v2＝6m/s的速度勻速行駛，汽車的實際功率多大.答案3×104WP′＝Ffv2＝3×104W.一輛汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其v－t圖像如圖所示.已知汽車的質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車受到的阻力大小恒為車重力的

，g取10m/s2，則A.汽車在前5s內(nèi)受到的阻力大小為200NB.前5s內(nèi)的牽引力大小為6×103NC.汽車的額定功率為40kWD.汽車的最大速度為20m/s針對訓(xùn)練√由題圖知前5s內(nèi)的加速度a＝

＝2m/s2，由牛頓第二定律知前5s內(nèi)的牽引力大小為F＝Ff＋ma＝(2000＋2×103×2)N＝6×103N，選項B正確；5s末達到額定功率P額＝Fv5＝6×103×10W＝6×104W＝60kW，最大速度vmax＝

＝30m/s，選項C、D錯誤.機車啟動問題中幾個物理量的求法分析機車啟動問題，要抓住兩個核心方程：牛頓第二定律方程F－Ff＝ma聯(lián)系著力和加速度，P＝Fv聯(lián)系著力和速度.結(jié)合v－t圖像進行分析.(1)機車的最大速度vm的求法.機車最終勻速前進時速度最大，此時牽引力F大小等于阻力大小Ff，故方法總結(jié)方法總結(jié)返回專題強化練Part

21.(2021·蘇州市吳中區(qū)蘇苑高級中學(xué)高一期中)質(zhì)量為m的汽車啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機的功率恒為P，且行駛過程中受到的阻力大小一定.當(dāng)汽車速度為v時，汽車做勻速運動；當(dāng)汽車速度為

時，汽車的瞬時加速度大小為基礎(chǔ)強化練√1234567891011當(dāng)汽車速度為v時，汽車做勻速運動，則F＝Ff1234567891011根據(jù)牛頓第二定律得：F－Ff＝ma，則F＝Ff＋ma＝1000N＋5000×2N＝11000N，汽車第1s末的速度大小為v＝at＝2×1m/s＝2m/s，所以汽車啟動后第1s末發(fā)動機的瞬時功率為：P＝Fv＝11000×2W＝22000W＝22kW，故B正確.2.質(zhì)量為5t的汽車，在水平路面上以加速度a＝2m/s2啟動，所受阻力大小恒為1.0×103N，汽車啟動后第1s末(未達到額定功率)發(fā)動機的瞬時功率是A.2kW B.22kW C.1.1kW D.20kW√12345678910113.質(zhì)量為m的汽車，它的發(fā)動機的額定功率為P，沿一傾角為α的坡路向上行進，設(shè)坡路足夠長，摩擦阻力是汽車重力的k倍，重力加速度為g，汽車在上坡過程中最大速度為√12345678910114.(多選)一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當(dāng)重物的速度為v1時，起重機的有用功率達到最大值P，之后起重機保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速度v2勻速上升為止，重物上升的高度為h，重力加速度為g，不計空氣阻力，則整個過程中，下列說法正確的是1234567891011√√√由F－mg＝ma和P＝Fv可知，重物勻加速上升過程中鋼繩拉力大于重力且不變，達到最大功率P后，隨著v增加，鋼繩拉力F變小，12345678910115.(多選)如圖所示是一汽車在平直路面上啟動的v－t圖像，從t1時刻起汽車的功率保持不變，由圖像可知A.0～t1時間內(nèi)，汽車的牽引力增大，加速度增大，

功率不變B.0～t1時間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變，

功率增大C.t1～t2時間內(nèi)，汽車的牽引力減小，加速度減小D.t1～t2時間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變√1234567891011√6.(多選)(2021·成都市高一期末)小明騎電動平衡車從靜止開始以a＝1m/s2的恒定加速度在水平直路上啟動，經(jīng)過t＝30s速度達到最大vm＝10m/s.已知小明和電動平衡車的總質(zhì)量m＝80kg，所受阻力Ff＝80N恒定不變.下列判斷正確的是A.平衡車在30s內(nèi)一直做勻加速運動B.平衡車的額定輸出功率為800WC.平衡車在10s末的功率為800WD.平衡車勻加速運動持續(xù)了10s√√1234567891011能力綜合練平衡車在30s內(nèi)先做勻加速運動，當(dāng)達到額定功率時做加速度減小的加速運動，當(dāng)加速度為零時速度最大，選項A錯誤；平衡車的額定輸出功率為P＝Ffvm＝80×10W＝800W，選項B正確；平衡車勻加速階段的牽引力F＝ma＋Ff＝160N則在10s末的功率為額定功率800W，選項C正確，D錯誤.12345678910117.汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P；快進入鬧市區(qū)時，司機減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛.圖示四個圖像中能正確表示從司機減小油門開始，汽車的速度與時間關(guān)系的是1234567891011√8.汽車發(fā)動機的額定功率為30kW，質(zhì)量為2000kg，當(dāng)汽車在水平路面上行駛時受到的阻力為車重的0.1倍，若汽車從靜止開始保持1m/s2的加速度做勻加速直線運動，求：(1)汽車在路面上能達到的最大速度；

1234567891011答案15m/s汽車有最大速度時，牽引力與阻力平衡，由此可得：P＝Ffvm

解得：vm＝15m/s(2)勻加速直線運動過程能持續(xù)多長時間；1234567891011答案7.5s若汽車從靜止做勻加速直線運動，則當(dāng)功率達到額定功率時，勻加速運動結(jié)束在此過程中，F(xiàn)－Ff＝ma根據(jù)P＝Fv

以及v＝at

可解得：t＝7.5s(3)當(dāng)汽車速度為10m/s時的加速度大小.1234567891011答案0.5m/s2當(dāng)汽車速度為10m/s時根據(jù)P＝F1v1及F1－Ff＝ma1可求得加速度a1＝0.5m/s2.9.如圖所示為修建高層建筑常用的塔式起重機.在起重機將質(zhì)量為m＝5×103kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度a＝0.2m/s2，當(dāng)起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm＝1.02m/s的勻速直線運動.取g＝10m/s2，不計額外功.求：(1)起重機允許的最大輸出功率；1234567891011答案5.1×104

W設(shè)起重機允許的最大輸出功率為P0，重物達到最大速度時拉力F0等于重力，則有P0＝F0vm，F(xiàn)0＝mg可得P0＝mgvm＝5.1×104W；1234567891011(2)重物做勻加速直線運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第2s末的輸出功率.1234567891011答案5s

2.04×104W勻加速直線運動結(jié)束時，起重機達到允許的最大輸出功率，設(shè)此時重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運動經(jīng)歷的時間為t1則有：P0＝Fv1，F(xiàn)－mg＝ma，v1＝at1聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得，t1＝5s，F(xiàn)＝5.1×104N第2s末，重物處于勻加速運動階段設(shè)此時速度為v2，輸出功率為P有v2＝at2，P＝Fv2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：P＝2.04×104W.123456789101110.一賽車在平直賽道上以恒定功率200kW加速運動，受到的阻力不變，加速度a和速度v的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，則賽車A.做勻加速直線運動B.質(zhì)量為200kgC.所受阻力大小為2000ND.v′＝50m/s時牽引力大小為2000N1234567891011尖子生選練√由題圖可知，加速度變化，賽車不做勻加速直線運動，故A錯誤；當(dāng)賽車的速度最大時，加速度為零，由題圖可知最大速度v＝100m/s，此時有P＝Ffv，可得Ff＝2000N，故C正確；1234567891011汽車在坡路上行駛，所受阻力分為兩部分，即F阻＝kmg＋mgsinα＝4800N又因為F＝F阻