2021屆高中物理舊同步必修2第7章專題強化5功率計算機車兩種啟動方式

專題強化 功率的計算機車的兩種啟動方[學習目標]1.進一步掌握瞬時功率和平均功率的計算方法.2.能利用功率P＝Fv和1(多選)mt＝0時刻開始受到水平力的作用.水Ft1所示，力的方向保持不變，則()

時刻，物體的速度為8Fm3t0時刻的瞬時功率為0m

8Ft＝03t0F的平均功率為025F在t＝0到3t0這段時間內(nèi)，水平力F的平均功率 0答案

2Ft0解析0～2t0a1＝mx1＝2a1(2t0)＝m，2t00

3Ft0＝m；2t0～3t0a2＝mx2＝v1t0＋2a2t0＝m，3t00 8F0m度v2＝v1＋a2t0＝m所以3t0時刻的瞬時功率 m0 8F03t0P＝t

＝

0C正確，D錯誤P－tv－tABvmOAaBCvmPOA段：v↑?F＝vF－F AB段：F＝F阻?a＝0?P＝F阻F－FOA段：a＝ 不變?F不變F·vP＝P額P F－FAB段：v↑?F＝v↓?a＝ BC段：F＝F阻?a＝0?v達到最大值，vm＝F0.1倍(g10m/s2)(2)2m/s2時，速度為多大？(2)答案(1)見解(2)

(3)10解析(1)汽車以不變的額定功率從靜止啟動，vP額＝FvF減小，根據(jù)F－Ff＝ma知，汽車的加速度逐漸減小.F－Ff＝ma1①P額＝Fv1②＝＝

Pvmax＝F

4

m/s＝10 0.1×10例3 kW當它行駛在坡度為α(sinα＝0.02)的長直公時，如圖2所示，所受摩擦力為車重的0.1倍(g取10m/s2)，求：(結果均保留三位有效數(shù)字)0.6m/s2的加速度做勻加速直線運動，則此過程能維持多長時間；(3)0.6m/s2的加速度勻加速行駛的速度達到最大值的過程中，汽車做功答案(1)12.5 (2)13.9 (3)4.16×105解析(1)汽車在坡行駛，所受阻力由兩部分構成，即F阻＝kmg＋mgsinα＝(4N＝4800F＝F阻時，P＝F阻·vmP vm＝＝4 m/s＝12.5Fa＝0.6m/s2F′－kmg－mgsinα＝ma，F(xiàn)′＝ma＋kmg＋mgsinα＝4×103×0.6N＋4800N＝7.2×103N.P 有 3m/s≈8.33F′

t＝a＝0.6s≈13.9

2a＝7.2×103×57.82J≈4.16×105分析機車啟動問題要抓住兩個方程第二定律方程F－Ff＝ma聯(lián)系著力和加速度P＝Fv聯(lián)系著力和速度

Pff

P

aa

P＝v

a＝m

例4 率，之后保持額定功率運動，其v－t圖象如圖3所示.已知汽車的質(zhì)量為m＝2×103kg，1 車受到的阻力為車重的10，g取10m/s，則 A.汽車5s內(nèi)的阻力為200B.汽車5s內(nèi)的牽引力為6×103C.40D.20答案解 1

1 1 汽車受到地面的阻力為車重的10Ff＝10mg＝10×2×10×10N＝2000錯誤；由題圖知前5s的加速度 2m/s2， 第二定律知前5s內(nèi)的牽引力＝Δt ＋maF＝(2000＋2×103×2)N＝6×103NB正確；5sP額P f＝6×103×10W＝6×104W＝60kWvmax＝F＝2000m/s＝30m/sCfD錯誤針對訓練(2018·鶴壁市高一下學期期末)汽車在平直公以速度v0勻速行駛發(fā)動機功率為P0.快進入鬧市區(qū)時減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛.下列四個圖象中哪個正確表示了從減小油門開始汽車的速度與時間的關系圖象(答案解析由P＝Fv可知，功率一定時，速度減小后，牽引力增大，合力減小，加速度減小，故汽C.1.(以恒定功率啟動)(2018·宜昌一中高一下學期期末)質(zhì)量為m的汽車在平直的公從靜止開始以恒定功率P啟動，最終以某一速度做勻速直線運動.此過程中，車所受阻力大小恒為Ffg，則()P答案A4所示.下列說法正確的是()A.F＝

3

0時間內(nèi)位移大小為2v0 22答案解析

＝t0， 運的加速度大小a＝v0根

2＝

＝Av－tt3t0x

33 v0t0＝2v0t0μmg0～3t0P＝tμmgv0D正確

3.(機車啟動中的圖象問題(多選)一輛轎車在平直公行駛，啟動階段轎車牽引力保持不0m.FfFPt()答案解析Fa＝mP＝FvD正確，A錯誤.4.(機車啟動中的圖象問題)(2018·華中師大一附中期末考試)質(zhì)量為m的汽車在平直路面Ff，則()t

2時間內(nèi)，汽車的平均速度等于tt1t1～t2時間內(nèi)，汽車的功率等于答案解析t1～t2v－tt 知，汽車的平均速度大于 v＝mv1＋1)v，D錯誤 過程中阻力對球做功的功率大小隨時間的變化關系最接近下列圖象中的()答案解析A正確.1.0×103N1秒末發(fā)動機的瞬時功率是()A.2 B.22 C.1.1 D.20答案解析根據(jù)第二定律得：F－Ff＝ma，則F＝Ff＋ma＝1000N＋5000×2N＝11000N，1s末的速度：v＝at＝2×1m/s＝2m/s1s末發(fā)動機的瞬時功率為：P＝Fv＝11000×2W＝22000W＝22kWB正確.加速度大小隨時間變化圖象可能是下圖中的()答案解析P＝Fv

＝0，可知A圖象正確

4.(2018·哈爾濱六校高一下學期期末聯(lián)考)如圖1所示為某新型電動汽車在阻力一定的水平路面上進行性能測試時的v－t圖象.Oa為過原點的傾斜直線，bc段是與ab段相切的水平直線，ab段汽車以額定功率P行駛，下列說法正確的是( P答案解析0～t1P＝Fv知，汽車的功率逐漸增大，故Av－tab段加速度牽引力做正功，故C錯誤；勻速行駛時，牽引力等于阻力，根據(jù)P＝Fv＝Ffv2得 v＝v2D正確5.質(zhì)量為m的汽車，其發(fā)動機額定功率為P.當它在傾角為θ的斜坡上向上行駛時，受到的阻力為車重力的k倍，則車在此斜坡上的最大速度為( mgsinPcosθ答案

Pcosθ mgk＋sin mgk＋sin解析F＝mgsinθ＋kmg P，故選項D mgk＋sin，6.(多選)(2019·沙市中學高一下學期期中)質(zhì)量為m的在平直的公從靜止開始加速，前進距離s速度便可達到最大值vm.設在加速過程中發(fā)動機的功率恒定為P所受阻力恒Ffv(v<vm)F.以下說法正確的是()，F(xiàn)Ffva＝vvm答案Fvt的變化規(guī)律的是()答案解析開始時汽車做勻速運動，則F0＝Ff.由P＝Fv可判斷 P P′P′＝2F′＝v0＝2＜FfP′ P運動，F(xiàn)1＝v＝2v，加速度大小為a＝ ＝m－2mv，由此可見，隨著汽車速度減小，其加速度a也減小，最終以

A

′＝2

F0D正確正確的是()答案解析在v－t圖象中，圖線的斜率代表汽車運動時的加速度，由第二定律可得，在 1v－Ff＝ma，①vav－t②vav－tB、

時間內(nèi)，v9.(多選201·鄭州外國語學校期末考試)提高汽車運動速率的有效途徑是增大發(fā)動機的功率(F＝k2k).P0vm2m()4A.4P048C.8P08答案解析FF＝FfFf＝kv2vP0vmP＝FvP0＝Ffvm＝kvm3k＝P0vm

4P＝kv3v＝34P0＝3

A 3 3 k

4vmB3 ＝2v 3k故 3k2vm，故D正確10.(多選)(2018·湖南五市十校高一下學期期末)

1關系圖象.若汽車質(zhì)量為2×103kg，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車速為30m/s，則( 5m/s6×10435答案解析P.30m/s

1

P

v－Ff＝ma

60

N＝6000N＝v＝va＝2m/s2v＝10m/st＝a＝55m/s<10m/s5m/s6×104WD正確，B、C錯誤.11.(2019·一零一中高一下學期期中)汽車質(zhì)量為1000kg，發(fā)動機的額定功率是60kW，它在平直公行駛的最大速度可達30m/s，現(xiàn)在汽車在該公由靜止開始以2m/s23s答案(1)2000 (2)7.5 (3)24解析(1)

60

N＝2000＝vm＝Fm＝Ff＋ma＝2000N＋1×103×2N＝4000＝ P＝

60

m/s＝15mF＝4m 15s＝7.5(3)3s末汽車還在做勻加速運動，v3＝at3＝2×3m/s＝63sP＝Fmv3＝4000×6W＝24000W＝2412.(2019·隨州一中高一下學期期中)如圖4所示為修建建筑常用的塔式起重機.在起重機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，a＝0.2m/s2vm＝1.02m/s的勻速運動.g＝10m/s2，不計額外功.答案(1)5.1×104 (2)5 解析(1)P0F0v1t1，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得，t1＝5s.2sv2P，v2＝at，P＝Fv2，13.(2018·臨汾一中期末考試)筑工地在建設一高樓時，利用升降機將建筑材料運到l＝15kg(2)10s答案(1)6×104 解