4、機車啟動和動能定理結(jié)合問題

1、機車啟動和動能定理結(jié)合問題例質(zhì)量為 m的汽車在平直公路上以初速度 v0開始勻加速行駛，經(jīng)時間 t 前 進距離 s 后，速度達最大值 vm，設(shè)在這段過程中發(fā)動機的功率恒為 P，汽車所受 阻力恒為 f，則在這段時間內(nèi)發(fā)動機所做的功為：A、 PtB、fvMtC、 fs+mvm2/2D、mvm2/2-mv02/2+fs（答案： ABD）例 9、質(zhì)量為 4000 千克的汽車，由靜止開始以恒定的功率前進，它經(jīng)100/3 秒的時間前進 425 米，這時候它達到最大速度 15 米/ 秒。假設(shè)汽車在前進中所受阻力不變，求 阻力為多大？分析：汽車在運動過程中功率恒定，速度增加，所以牽引力不斷減小，當減小到 與阻力

2、相等時車速達到最大值。已知汽車所受的阻力不變，雖然汽車的牽引力是變力， 牽引力所做的功不能用功的公式直接計算。但由于汽車的功率恒定，汽車的功率可用 P=Fv求，因此汽車所做的功則可用 W=Pt 進行計算。解：當速度最大時牽引力和阻力相等， P Fv m fvm汽車牽引力做的功為 Wfv mt根據(jù)動能定理有： Wfs12mv m2解得： f=6000（N） 對于變力做功的問題，首先注意審題，其次在此基礎(chǔ)上弄清物理過程，再建立好物理模型， 最后使用以上談到的各種方法進行解題，就會達到事半功倍的效果。26（2011上海崇明期末） 質(zhì)量為 5 103 kg的汽車在以 P 6 104W 的額定功率下沿平

3、直 公路前進，某一時刻汽車的速度為 v0 10 m/s，再經(jīng) 72s 達到最大速度，設(shè)汽車受恒 定阻力，其大小為 2.5 103 N求：（1）v0 10m/s 時汽車的加速度 a；（3 ）汽車在 72s 內(nèi)經(jīng)過的路程 s(1)FP v06 10410N63103N（ 1 分）FFf ma（ 1 分）F6 1032.5103 22a3m/s20.7m/s2m51032 ）汽車的最大速度 vm ；2 分）P6103( 3 分)(2)vm103m/ s 24m/ sf2.5(3)PtfS122mvm212mv020s 1252m2在 2008 年四川汶川大地震抗震救災(zāi)活動中， 為轉(zhuǎn)移被困群眾動用了直

4、升飛機 設(shè)被救人 員的質(zhì)量 m 80 kg，所用吊繩的拉力最大值 Fm 1 200 N，所用電動機的最大輸出功率為Pm12 kW，為盡快吊起被困群眾，操作人員采取的辦法是，先讓吊繩以最大的拉力工作一段 時間，而后電動機又以最大功率工作，被救人員上升h90 m時恰好達到最大速度 (g取 10m/s 2) ，試求：(1)被救人員剛到達機艙時的速度；(2)這一過程所用的時間分析解答題中有三個極限條件，即繩的最大拉力、電動機的最大功率和用最快 的方式起吊， 欲球時間最短， 總希望以最大功率和最大拉力起吊物體， 由 P=FV可知， F， v, P 之間的關(guān)系是相互制約的，起始階段 P不能以最大功率起吊，

5、否則初始速度較小， 將使繩拉力超過繩能承受的最大拉力而被拉斷，起吊過程應(yīng)是： 先以繩能承受的最大拉 力拉物體，使物體做勻加速運動，此階段電動機功率持續(xù)增大，并達最大功率，第一階 段結(jié)束后，接著電機以最大功率提升物體，物體速度進一步增大，而拉力逐漸減小，當 拉力等于重力時，物體開始勻速上升。解析： (1)第一階段繩以最大拉力拉著被救人員勻加速上升，當電動機達到最大功率時，功率保持不變，被救人員變加速上升，速度增大，拉力減小，當拉力與重力相等時速度達到最大由Pm FTvm mgv m 得 vmPmmg12× 13080×10m/s15 m/s(2)a1Fmmgm1 200 80 × 102m/s 2 5 m/s80勻加速階段的末速度PmFm12× 1301 200v1m/s 10 m/s ，時間 t1105s 2 s上升的高度 h1 v21t 1 120 × 2 m10 m11對于以最大功率上升過