高考物理一轮复习 第六章 微专题34 机车启动类问题

机车启动类问题1考点及要求：(1)功和功率()；(2)牛顿运动定律()；(3)vt图像().2.方法与技巧：(1)启动过程满足的运动规律：机车的功率PFv；机车的加速度a；当机车的速度达到最大时，Ff，a0，最大速度vm；(2)机车启动问题中的位移分析方法：机车一般会经历多个运动过程，在匀变速运动过程中可以利用运动学公式直接求解位移；在变加速运动阶段，由于功率P不变，只能借助动能定理P(t2t1)fx2mvmv来计算位移或时间1(恒定功率下的启动)(多选)有一辆质量为170 kg、输出功率为1 440 W的太阳能试验汽车，安装有约6 m2的太阳电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为30 W/m2.若驾驶员的质量为70 kg，汽车最大行驶速度为90 km/h.假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽车()A以最大速度行驶时牵引力大小为57.6 NB刚启动时的加速度大小为0.24 m/s2C保持最大速度行驶1 h至少需要有效光照8 hD直接用太阳能电池板提供的功率可获得3.13 m/s的最大行驶速度2(恒定加速度启动) (多选)一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力与速度的关系图像如图1所示若已知汽车的质量m、牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3，则根据图像所给的信息，能求出的物理量是()图1A汽车运动中的最大功率为F1v1B速度为v2时的加速度大小为C汽车行驶中所受的阻力为D恒定加速时，加速度为3一汽车的额定功率为P，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为vm.则()A若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动B若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于vmC无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力成正比D汽车以速度vm匀速行驶，若要减速，则要减少牵引力4质量为2103 kg、发动机额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶，若汽车所受阻力大小恒为4103 N，下列判断正确的是()A汽车行驶能达到的最大速度是40 m/sB汽车从静止开始加速到20 m/s的过程，发动机所做功为4105 JC汽车保持额定功率启动，当速度大小为20 m/s时，其加速度大小为6 m/s2D汽车以2 m/s2的恒定加速度启动，发动机在第2秒末的实际功率是32 kW5质量为400 kg的汽车沿直线从A点开始以额定功率匀速运动，到达B点后关闭发动机滑行到C点停下，整个过程阻力恒定，BC段做匀变速运动的位移x与速度v的曲线关系如图2所示，已知A、C间距l400 m，试求：图2(1)BC段加速度大小；(2)AC段所经历的时间；(3)汽车的额定功率答案解析1AC根据P额Fvmax，得：F N57.6 N，故A正确；以额定功率启动时：fma，而刚启动时v0，则f0，故刚启动时加速度无穷大，B错误；由公式WPt和能量守恒得：1 440 W1 h306 Wt，得：t8 h，即保持最大速度行驶1 h至少需要有效光照8 h，故C正确；由题意，汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，设fkv，则结合前面分析：57.6k25得：k2.304，当直接用太阳能电池板提供的功率行驶获得最大速度时：牵引力阻力，即：kv得：v8.84 m/s，故D错误2AC由Fv图像可知，汽车运动中的最大功率为F1v1，选项A正确；由F2v2F1v1可知，速度为v2时汽车的牵引力F2，加速度的大小为a，选项B错误；当汽车达到最大速度v3时牵引力等于阻力f，由fv3F1v1可得，汽车行驶中所受的阻力为f，选项C正确；恒定加速时，加速度为a，选项D错误3D若汽车以额定功率启动，根据PFv可知随速度的增加，牵引力F减小，则做变加速直线运动，选项A错误；若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时有：PFvm，其中Ffma，则vm，而vm，所以vmvm，选项B错误；无论汽车以哪种方式启动，则a，加速度与牵引力不是正比关系，选项C错误；汽车以速度vm匀速行驶时，此时Ff，则若要减速，则要减少牵引力，选项D正确；故选D.4D当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则vm m/s20 m/s，故A错误由于不知道物体的加速度和运动时间，没法求得牵引力做功，故B错误；由A可知，汽车的最大速度为20 m/s，故此时的牵引力等于阻力，加速度为零，故C错误；汽车以2 m/s2的加速度启动，牵引力Ffma4 000 N2 0002 N8 000 N,2 s末的实际功率为PFvFat8 00022 W32 000 W32 kW，故D正确5(1)2 m/s2(2)25 s(3)16 000 W解析(1)设加速度大小为a，由匀变速运动的速度位移关系可得：v22ax，故a m/s22 m/s2.(2)A、C间距l400 m，故AB间的位移为：x400 m100 m300 m从A到B的时间为：t1 s15 s从B到C的时间为：t2 s10 s故总时间为：tt1t215 s10 s25 s(3)由BC段做匀减速运动，由牛顿第二定律可得摩擦阻力：fma4002 N800 N从A点开始以额定功率匀速运动故有F牵f800 N汽车的额定功率PF牵v80020 W16 000 W