高中物理 第七章 機械能守恒定律 專題課 機車啟動問題習題 新人教版必修2

1、專題課機車啟動問題1(多選)一輛汽車以恒定的輸出功率以某一初速度沖上一斜坡，在上坡過程中，它的運動情況可能是()a先加速，后勻速b先加速，后減速c一直加速且加速度越來越小d一直減速且加速度越來越大2(多選)卡車在平直公路上從靜止開始加速行駛，經時間t前進距離l，速度達到最大值vm.設此過程中發(fā)動機功率恒為p，卡車所受阻力為ff，則這段時間內，發(fā)動機所做的功為()aptbfflcptffldffvmt3快艇在水上行駛，所受水的阻力和艇的速度的二次方成正比若快艇以速度v勻速行駛時，發(fā)動機的功率為p；當快艇以速度3v勻速行駛時，發(fā)動機的功率應為()a3pb9pc27pd81p4一列火車在恒定功率的牽

2、引下由靜止從車站出發(fā)，沿平直軌道運動，行駛了5min速度剛好達到20m/s，設列車所受阻力恒定，則可以判斷列車在這段時間內行駛的距離()a可能等于3kmb一定大于3kmc一定小于3kmd以上說法都不對5(多選)一輛轎車在平直公路上運行，啟動階段轎車牽引力保持不變，而后以額定功率繼續(xù)行駛，經過時間t0，其速度由零增大到最大值vm.若轎車所受的阻力f為恒力，關于轎車的速度v、牽引力f、功率p隨時間t變化的情況，圖lz31中正確的是()圖lz316(多選)火車從車站開出做勻加速運動，若阻力與速度成正比，則()a火車發(fā)動機的功率一定越來越大，牽引力越來越大b火車發(fā)動機的功率恒定不變，牽引力越來越小c當

3、火車達到某一速率時，若要保持此速率做勻速運動，則發(fā)動機的功率這時應減小d當火車達到某一速率時，若要保持此速率做勻速運動，則發(fā)動機的功率一定跟此時速率的二次方成正比7質量為m的汽車，其發(fā)動機額定功率為p.當它開上一個傾角為的斜坡時，受到的阻力為車重力的k倍，則車的最大速度為()a.b.c.d.8圖lz32為修建高層建筑常用的塔式起重機在起重機將質量m5×103kg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a0.2m/s2，當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速度為vm1.02m/s的勻速運動g取10m/s2，不計額外功求：(1)起重機允許輸

4、出的最大功率；(2)重物做勻加速運動所經歷的時間和起重機在第2s末的輸出功率圖lz329汽車的額定功率為60kw，總質量為2×103kg，運動中所受阻力恒為2000n若汽車在額定功率下運動，求：(1)當汽車的加速度是1m/s2時的速度大小；(2)汽車行駛的最大速度；(3)10s內牽引力做的功10一輛重5t、額定功率為80kw的車以a1m/s2的加速度由靜止開始做勻加速直線運動，車受的阻力為車重的0.06倍，g取10m/s2.(1)分析車從靜止開始至剛勻速運動過程中車的牽引力和發(fā)動機的功率如何變化(2)車做勻加速直線運動能維持多長時間？(3)車做勻加速直線運動過程的平均功率為多少？(4

5、)車加速10s末的瞬時功率為多少？(5)車速的最大值為多少？11高速連續(xù)曝光照相機可在底片上重疊形成多個圖像現(xiàn)利用這架照相機對某家用汽車的加速性能進行研究，如圖lz33所示為汽車做勻加速直線運動時三次曝光的照片，圖中的標尺單位為米，照相機每兩次曝光的時間間隔為1.0s已知該汽車的質量為2000kg，額定功率為72kw，汽車運動過程中所受的阻力始終為1600n.(1)求該汽車加速度的大小(2)若汽車由靜止以此加速度開始做勻加速直線運動，勻加速運動狀態(tài)最多能保持多長時間？(3)求汽車所能達到的最大速度圖lz331ac解析設汽車牽引力為f，斜坡傾角為，汽車質量為m，摩擦力為ff，當f>ffmg

6、sin時，有可能先加速后勻速到達坡頂，選項a正確，b錯誤；若坡較短，則可能在變加速過程中到達坡頂，選項c正確；當f<ffmgsin時，汽車則減速運動，由f可知，v減小，則f增大，而ffmgsinfma，故加速度越來越小，a0時，v最小，選項d錯誤2ad解析發(fā)動機所做的功是指牽引力的功由于卡車以恒定功率運動，所以發(fā)動機所做的功應等于發(fā)動機的功率乘以卡車行駛的時間，a項正確；b項給出的是卡車克服阻力做的功，在這段時間內，牽引力的功不等于克服阻力做的功，b項錯誤；c項給出的是卡車所受外力的總功；d項中，卡車以恒定功率前進，將做加速度逐漸減小的加速運動，達到最大速度時牽引力等于阻力，阻力ff乘以

7、最大速度vm是發(fā)動機的功率，再乘以t恰是發(fā)動機在t時間內做的功，d項正確3c解析快艇運動時所受的阻力與速度的二次方成正比，即fkv2.當快艇勻速行駛時，牽引力大小等于阻力，即ffkv2，則發(fā)動機的功率為pfvkv3，即發(fā)動機的功率與速度的三次方成正比所以，當快艇的速度變?yōu)樵瓉淼?倍時，發(fā)動機的功率變?yōu)樵瓉淼?7倍，故c正確4b解析根據(jù)火車的運動過程，畫出火車的速度時間圖像如圖所示，根據(jù)速度時間圖像中曲線與坐標軸圍成的面積表示位移大小可知，如果火車做初速度為零、末速度為20m/s的勻加速直線運動，則位移x×20×300m3000m，而此時實際曲線與坐標軸圍成的面積大于3000

8、m，b正確5bcd解析轎車以恒定的牽引力f啟動，由a得，轎車先做勻加速運動，由pfv知，轎車的輸出功率均勻增加，當功率達到額定功率時，牽引力逐漸減小，加速度逐漸減小，轎車做加速度逐漸減小的加速運動，當ff時，速度達到最大，之后轎車做勻速運動，選項b、c、d正確6acd解析根據(jù)pfv，ffma，fkv，可得p(kvma)vkv2mav，故在題設條件下，火車發(fā)動機的功率和牽引力都隨速率v的增大而增大，選項a正確，選項b錯誤；當火車達到某一速率時，欲使火車做勻速運動，則a0，此時pkv2，選項c、d正確7d解析當汽車勻速時速度最大，此時汽車的牽引力fmgsinkmg，由此可得vm，故選項d正確8(1

9、)5.1×104w(2)5s2.04×104w解析 (1)設起重機允許輸出的最大功率為p0，重物達到最大速度時，拉力f等于重力，有p0fvm，fmg，代入數(shù)據(jù)，得p05.1×104w.(2)勻加速運動結束時，起重機達到允許輸出的最大功率，設此時重物受到的拉力為f1，速度為v1，勻加速運動經歷的時間為t1，有p0f1v1，f1mgma，v1at1聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得t15st2s時，重物處于勻加速運動階段，設此時速度為v2，輸出功率為p，則有v2at，pf1v2聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得p2.04×104w.9(1)15m/s(2)30m/s(3)6

10、×105j解析 (1)由牛頓第二定律得f牽f阻ma又pf牽v兩式聯(lián)立解得v15m/s.(2)當汽車做勻速運動時，汽車的速度最大，此時f牽f阻由pf牽vmax得vmaxm/s30m/s.(3)牽引力做功wpt60×103×10j6×105j.10(1)勻加速過程，牽引力不變，功率逐漸增大；變加速過程，牽引力逐漸減小，功率不變(2)10s(3)40kw(4)80kw(5)26.7m/s解析 (1)由題意，fkmg0.06×5000×10n3×103n.從靜止開始的勻加速直線運動過程，牽引力f1是定值，由牛頓第二定律得f1fma，

11、得f18×103n，而功率在不斷增大達到額定功率后，車做變加速直線運動直至剛勻速運動，牽引力逐漸變小，直到和阻力相等，而功率則保持不變(2)由pmf1v1f1at1得t110s.(3)設t110s末車的速度為v1，t1時間內的平均速度為v，則v1at110m/s，v5m/s，所以pf1v40kw.(4)pf1v180kw.(5)由pmfvm得vm26.7m/s.11(1)1.0m/s2(2)20s(3)45m/s解析 (1)汽車做勻加速直線運動，xx2x1at2得am/s21.0m/s2.(2)做勻加速直線運動的汽車所受合力為恒力，由牛頓第二定律得ffma所以fmaf3600n隨著速度的增大，汽車的輸出功率增大，當達到額定功率時，勻加速運動的過程結束由pfv1，得v1m/s20m/s由勻加速運動公式v1at得t20s.(3)當汽車達到最大速度時，有ff1600n由pfv，得vm/s45m/s.6edbc3191f235