專(zhuān)題強(qiáng)化06　機(jī)車(chē)的兩種啟動(dòng)方式-2024高一物理必修二期中期末滿(mǎn)分專(zhuān)題復(fù)習(xí)【人教版2019】（解析版）

專(zhuān)題強(qiáng)化06機(jī)車(chē)的兩種啟動(dòng)方式[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.會(huì)分析機(jī)車(chē)以恒定功率和以恒定加速度啟動(dòng)過(guò)程中各物理量的變化(重點(diǎn))。2.掌握機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題的分析思路和分析方法(難點(diǎn))。一、以恒定功率啟動(dòng)一汽車(chē)在水平路面上以恒定功率P從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力大小為Ff：(1)機(jī)車(chē)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？(2)汽車(chē)在啟動(dòng)過(guò)程中速度v、加速度a怎么變化？汽車(chē)的最大速度是多大？(3)試在圖中定性畫(huà)出此過(guò)程中的v－t圖像。答案(1)機(jī)車(chē)功率指的是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，即牽引力做功的功率。(2)(3)如圖所示：例1一列火車(chē)總質(zhì)量m＝500t，機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P＝1.2×106W，在水平軌道上行駛時(shí)，軌道對(duì)列車(chē)的阻力Ff是車(chē)重力的0.01倍，g＝10m/s2，求：(1)列車(chē)在水平軌道上行駛的最大速度；(2)在水平軌道上，發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率P工作，當(dāng)行駛速度為v1＝10m/s時(shí)，列車(chē)的瞬時(shí)加速度大小a1；(3)在水平軌道上以36km/h的速度勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P′；(4)若火車(chē)從靜止開(kāi)始，額定功率保持不變啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)加速度a＝0.5m/s2時(shí)，列車(chē)的速度為多大。答案(1)24m/s(2)0.14m/s2(3)5×105W(4)4m/s解析(1)列車(chē)以額定功率工作，當(dāng)牽引力等于阻力，即F＝Ff＝kmg時(shí)列車(chē)的加速度為零，速度最大，則vm＝eq\f(P,F)＝eq\f(P,kmg)＝24m/s(2)v1＝10m/s<vm，此時(shí)列車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1＝eq\f(P,v1)＝1.2×105N，由牛頓第二定律可知F1－Ff＝ma1解得a1＝0.14m/s2(3)當(dāng)v＝36km/h＝10m/s時(shí)，列車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)′＝Ff，則發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P′＝Ffv＝5×105W(4)根據(jù)牛頓第二定律得，牽引力F″＝Ff＋ma＝3×105N，所以額定功率下的速度大小為v′＝eq\f(P,F″)＝4m/s。二、以恒定的加速度(牽引力)啟動(dòng)若一汽車(chē)在水平路面上以恒定加速度開(kāi)始啟動(dòng)，額定功率為P額，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力大小為Ff。(1)汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，牽引力如何變化？汽車(chē)的實(shí)際功率如何變化？(2)當(dāng)汽車(chē)的實(shí)際功率達(dá)到額定功率P額時(shí)，汽車(chē)的速度是多大？此時(shí)汽車(chē)的速度是否為最大速度？之后功率將如何變化？(3)分析整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程并畫(huà)出汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的v－t圖像。(4)畫(huà)出整個(gè)過(guò)程中汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的P－t圖像。(5)求出整個(gè)過(guò)程中汽車(chē)的最大速度。答案(1)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(guò)程汽車(chē)的實(shí)際功率P增大。(2)剛達(dá)到額定功率時(shí)，F(xiàn)－Ff＝maP額＝Fv1，得v1＝eq\f(P額,Ff＋ma)，此時(shí)速度不是最大速度。此后汽車(chē)功率不變，速度繼續(xù)增大，牽引力減小，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最終a＝0時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(3)如圖所示：汽車(chē)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)功率達(dá)到額定功率后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(4)如圖所示：(5)eq\f(P額,Ff)。例2在水平路面上運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)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(chē)所能達(dá)到的最大速度的大?。?2)若汽車(chē)以0.5m/s2的加速度由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)的時(shí)間；(3)若汽車(chē)以額定功率啟動(dòng)，則汽車(chē)的車(chē)速為v1＝2m/s時(shí)的加速度多大；(4)若汽車(chē)以v2＝6m/s的速度勻速行駛，汽車(chē)的實(shí)際功率多大。答案(1)12m/s(2)16s(3)5m/s2(4)3×104W解析(1)當(dāng)汽車(chē)速度達(dá)到最大時(shí)，牽引力F＝Ff，則由P＝Fv得汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度為vmax＝eq\f(P,Ff)＝12m/s；(2)汽車(chē)以恒定的加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，能夠達(dá)到的最大速度為v，則有eq\f(P,v)－Ff＝ma得v＝eq\f(P,Ff＋ma)＝8m/s由v＝at得這一過(guò)程維持的時(shí)間為t＝16s；(3)當(dāng)汽車(chē)以額定功率啟動(dòng)達(dá)到2m/s的速度時(shí)，牽引力為F′＝eq\f(P,v1)＝3×104N由牛頓第二定律得汽車(chē)的加速度大小為a′＝eq\f(F′－Ff,m)＝5m/s2；(4)P′＝Ffv2＝3×104W。機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題中幾個(gè)物理量的求法分析機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題，要抓住兩個(gè)核心公式：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(jìn)行分析。(1)機(jī)車(chē)的最大速度vm的求法機(jī)車(chē)最終勻速前進(jìn)時(shí)速度最大，此時(shí)a＝0，牽引力F大小等于阻力大小Ff，故vm＝eq\f(P,F)＝eq\f(P,Ff)。(2)勻加速啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間的求法牽引力F＝ma＋Ff，勻加速階段的末速度vm′＝eq\f(P額,ma＋Ff)，時(shí)間t＝eq\f(vm′,a)。(3)瞬時(shí)加速度的求法根據(jù)F＝eq\f(P,v)求出牽引力，則加速度a＝eq\f(F－Ff,m)。例3一質(zhì)量為m＝1000kg、發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為40kW的汽車(chē)在平直公路上在恒定牽引力作用下由靜止啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的功率—時(shí)間圖像如圖所示，已知行駛過(guò)程中受到的阻力恒為2000N，則下列說(shuō)法正確的是()A．汽車(chē)前5s做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，5s以后勻速運(yùn)動(dòng)B．汽車(chē)在第5s末的速度為10m/sC．第5s初汽車(chē)的加速度為1m/s2D．汽車(chē)行駛的最大速度為10m/s答案B解析根據(jù)P＝F0v，由于前5s功率與時(shí)間成線性關(guān)系，牽引力恒定，可知，前5s速度與時(shí)間成線性關(guān)系，可知前5s汽車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，功率恒定，速度增大，牽引力隨之減小，開(kāi)始做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力減小至與阻力大小相等時(shí)，開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；前5s內(nèi)功率與時(shí)間成正比，根據(jù)上述分析有F0－Ff＝ma，v＝at，P＝F0v，聯(lián)立解得v＝10m/s，a＝2m/s2，B正確，C錯(cuò)誤；汽車(chē)行駛的最大速度為vmax＝eq\f(P,Ff)＝20m/s，D錯(cuò)誤。專(zhuān)題強(qiáng)化訓(xùn)練一、單選題1．質(zhì)量為M的汽車(chē)在平直的公路上行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率Р和汽車(chē)所受的阻力f都恒定不變。在時(shí)間t內(nèi)，汽車(chē)的速度由v0增加到最大速度vm，汽車(chē)前進(jìn)的距離為s，則在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】BC．在速度達(dá)到最大時(shí)，牽引力與阻力平衡，則有根據(jù)功率關(guān)系有由于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率Р恒定不變，則在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為解得故BC錯(cuò)誤；AD．根據(jù)動(dòng)能定理有解得故A錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．如圖所示為某汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率P隨時(shí)間t變化的圖像，圖中P0為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，若已知汽車(chē)在t2時(shí)刻之前已達(dá)到最大速度vm，據(jù)此可知（）A．t1～t2時(shí)間內(nèi)汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)B．0～t1時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為P0t1C．0～t2時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為P0（t2－）D．汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力小于【答案】C【詳解】A．由題意得，在0～t1時(shí)間內(nèi)功率隨時(shí)間均勻增大，知汽車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度恒定，由牛頓第二定律可知，牽引力恒定，合力也恒定。在時(shí)刻達(dá)到額定功率，隨后在t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)速度繼續(xù)增大，由可知，牽引力減小，則加速度減小，直到牽引力減小到與阻力相等時(shí)，達(dá)到最大速度接著做勻速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功等于圖線與t軸所圍的面積，則0～t1時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為B錯(cuò)誤；C．發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功等于圖線與t軸所圍的面積，則0～t2時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為C正確；D．當(dāng)汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力D錯(cuò)誤。故選C。3．全球最大水平臂上回轉(zhuǎn)自升塔式起重機(jī)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，意味著中國(guó)橋梁及鐵路施工裝備進(jìn)一步邁向世界前列。該起重機(jī)某次從t=0時(shí)刻由靜止開(kāi)始提升質(zhì)量為m的物體，其所受合外力隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，內(nèi)起重機(jī)的功率為額定功率，不計(jì)物體受到的空氣阻力，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體勻加速階段的加速度為B．和時(shí)間內(nèi)牽引力做的功之比為C．時(shí)刻物體正在減速上升D．階段牽引力所做的功為【答案】B【詳解】A．題圖縱軸表示合外力，因此時(shí)間內(nèi)，物體加速度為故A錯(cuò)誤；BD．時(shí)間內(nèi)牽引力做功為時(shí)間內(nèi)牽引力做功為聯(lián)立可得和時(shí)間內(nèi)牽引力做的功之比為故B正確，D錯(cuò)誤；C．由題圖可知時(shí)刻合外力仍大于零，合外力仍向上，物體繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤。故選B。4．同一賽車(chē)分別在干燥路面及濕滑路面以恒定加速度和啟動(dòng)達(dá)到最大速度。已知，賽車(chē)兩次啟動(dòng)過(guò)程中阻力大小相等且不變，能達(dá)到的額定功率相同。則賽車(chē)的速度隨時(shí)間變化的圖像正確的是（圖中、為直線）（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】對(duì)賽車(chē)由牛頓第二定律可得則有由于，則有設(shè)賽車(chē)在干燥路面做勻加速運(yùn)動(dòng)達(dá)到的最大速度為，在濕滑路面做勻加速運(yùn)動(dòng)達(dá)到的最大速度為，則有可知在干燥路面及濕滑路面賽車(chē)的額定功率相同，當(dāng)牽引力大小等于阻力時(shí)則有可知賽車(chē)在干燥路面及濕滑路面達(dá)到的最大速度相等。故選B。5．一輛轎車(chē)在平直公路上由靜止開(kāi)始勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定功率后保持功率不變，最終做勻速運(yùn)動(dòng)．轎車(chē)在行駛過(guò)程中受到的阻力恒定，關(guān)于轎車(chē)的速度，功率隨時(shí)間的變化規(guī)律正確的是（

）A． B．C． D．【答案】C【詳解】AB．設(shè)汽車(chē)的額定功率為P，所受恒定阻力為，牽引力為，勻加速結(jié)束時(shí)的速度為，由于汽車(chē)開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度為，則根據(jù)速度與時(shí)間的關(guān)系可得當(dāng)汽車(chē)的勻加速階段結(jié)束，其速度還未達(dá)到最大值，此時(shí)根據(jù)結(jié)合牛頓第二定律可知，速度將繼續(xù)增大，而牽引力將減小，則加速度將減小，即此后汽車(chē)將做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，直至牽引力等于阻力時(shí)，加速度減小為0，速度達(dá)到最大值，而速度—時(shí)間圖像的斜率表示加速度，因此可知該圖像第一階段為傾斜的直線，第二階段為斜率逐漸減小的向下彎曲的曲線，故AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)而汽車(chē)在勻加速階段可得而即在勻加速階段有式中，則可知在汽車(chē)勻加速階段汽車(chē)的功率與時(shí)間成正比，即此圖像為過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜直線，而勻加速結(jié)束后，汽車(chē)的功率達(dá)到額定值，此后功率不變，其圖像與時(shí)間軸平行，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。6．一貨車(chē)前7s內(nèi)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，7s末貨車(chē)的速率為14m/s，功率恰好達(dá)到額定功率280kW，7s后貨車(chē)以額定功率行駛，18s時(shí)貨車(chē)達(dá)到最大速度20m/s，圖像如圖所示。貨車(chē)行駛時(shí)受到的阻力保持不變，g取10m/s2，則貨車(chē)的質(zhì)量為（

）A． B． C． D．【答案】A【詳解】當(dāng)貨車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，速度達(dá)到最大值，則阻力為當(dāng)貨車(chē)速度時(shí)，功率達(dá)到額定功率，勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力為根據(jù)圖像可知，7s內(nèi)的加速度為根據(jù)牛頓第二定律得可算得貨車(chē)的質(zhì)量為故選A。7．一電動(dòng)玩具汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，以額定功率沿直線加速并達(dá)到最大速度，其加速度a與速度倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖所示。已知電動(dòng)玩具汽車(chē)受到的阻力大小恒為100N，取重力加速度大小。則電動(dòng)玩具汽車(chē)的額定功率和最大速度分別為（

）A．200W

2m/s B．100W

4m/s C．100W

2m/s D．200W

4m/s【答案】A【詳解】設(shè)電動(dòng)玩具汽車(chē)的額定功率為，受到的阻力大小為，根據(jù)牛頓第二定律可得又聯(lián)立可得根據(jù)圖像可得，解得當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度到達(dá)最大，則有故選A。8．一輛汽車(chē)質(zhì)量為，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為。若汽車(chē)以的恒定加速度啟動(dòng)，所受阻力為車(chē)重的0.15倍，重力加速度g取，下列說(shuō)法正確的是（）A．勻加速階段結(jié)束時(shí)刻汽車(chē)的速度最大B．勻加速運(yùn)動(dòng)階段的平均速度大小為C．啟動(dòng)后經(jīng)過(guò)6s發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為D．汽車(chē)的最大動(dòng)能為【答案】D【詳解】AD．牽引力等于阻力時(shí)，汽車(chē)的速度最大，最大速度汽車(chē)的最大動(dòng)能為故A錯(cuò)誤，D正確；B．勻加速運(yùn)動(dòng)階段得牽引力勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，速度則勻加速運(yùn)動(dòng)階段的平均速度大小為故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)達(dá)到額定功率的時(shí)間為故C錯(cuò)誤。故選D。二、解答題9．一輛跑車(chē)在水平路面上由靜止啟動(dòng)，在前5s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，末達(dá)到額定功率，速度，之后保持以額定功率運(yùn)動(dòng)。其圖像如圖所示。已知該跑車(chē)受到的阻力f為車(chē)重的0.1倍，質(zhì)量，，則：（1）該車(chē)在前5s內(nèi)的牽引力為多少？（2）該車(chē)速度為40m/s時(shí)的加速度為多少？（3）假設(shè)時(shí)該車(chē)已經(jīng)達(dá)到最大速度，求0~15s內(nèi)汽車(chē)牽引力所做功為多少？【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）由題意，汽車(chē)受到地面的阻力大小為根據(jù)v-t圖像可知汽車(chē)在前5s內(nèi)的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律有得牽引力（2）額定功率該車(chē)速度為v1=40m/s時(shí)，牽引力功率等于額定功率，即得加速度（3）0~5s內(nèi)汽車(chē)牽引力所做功5~15s內(nèi)汽車(chē)牽引力所做功0~15s內(nèi)汽車(chē)牽引力所做功為10．質(zhì)量為的汽車(chē)，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率恒為，且行駛過(guò)程中受到的阻力大小一定，汽車(chē)能夠達(dá)到的最大速度為。（1）求行駛過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力f的大?。唬?）當(dāng)汽車(chē)的車(chē)速為10m/s時(shí)，求汽車(chē)的瞬時(shí)加速度的大小。【答案】（1）1500N；（2）【詳解】（1）由題可知汽車(chē)以最大速度勻速行駛時(shí)（2）當(dāng)汽車(chē)的車(chē)速為10m/s時(shí)，汽車(chē)的牽引力為11．質(zhì)量m=2×103kg的汽車(chē)在水平路面上由靜止開(kāi)始加速行駛，一段時(shí)間后達(dá)到最大速度，之后保持勻速運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所示。已知汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P恒為60kW，受到的阻力f恒為2×103N，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）汽車(chē)行駛的最大速度vm；（2）汽車(chē)的速度為10m/s時(shí)，加速度a的大??；（3）汽車(chē)在0~60s內(nèi)位移的大小x?！敬鸢浮浚?）30m/s；（2）2m/s2；（3）1350m【詳解】（1）當(dāng)牽引力和阻力相等時(shí)時(shí)，汽車(chē)行駛的速度達(dá)到最大，有可得最大速度（2）設(shè)汽車(chē)的速度10m/s時(shí)，牽引力大小為F1，有由牛頓第二定律有可得加速度為（3）根據(jù)動(dòng)能定理可得汽車(chē)在0~60s內(nèi)位移的大小為12．如圖甲所示，在水平路段上有一質(zhì)量為的汽車(chē)，正以的速度向右勻速行駛，汽車(chē)前方的水平路段比更粗糙，汽車(chē)通過(guò)整個(gè)路段的圖像如圖乙所示，在時(shí)汽車(chē)到達(dá)點(diǎn)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變。設(shè)汽車(chē)在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的恒定阻力（含摩擦力和空氣阻力等）。（汽車(chē)可以看成質(zhì)點(diǎn)）求：（1）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率；（2）汽車(chē)速度減至?xí)r的加速度的大??；【答案】（1）；（2）【詳解】（1）根據(jù)題意可知，汽車(chē)在AB路段時(shí)，牽引力和阻力相等，則有根據(jù)由圖乙可知聯(lián)立解得（2）根據(jù)題意可知，后汽車(chē)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有又根據(jù)聯(lián)立解得由圖乙可知，時(shí)汽車(chē)在做減速運(yùn)動(dòng)，則有解得13．某汽車(chē)研發(fā)機(jī)構(gòu)在汽車(chē)的車(chē)輪上安裝了小型發(fā)電機(jī)，將減速時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存在蓄電池中，以達(dá)到節(jié)能的目的。某次測(cè)試中，汽車(chē)以額定功率沿直線行駛一段距離后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，測(cè)出了汽車(chē)動(dòng)能與位移x的關(guān)系圖像如圖所示，其中①是關(guān)閉儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線，②是開(kāi)啟儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線。已知汽車(chē)的質(zhì)量為2000kg，設(shè)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受地面阻力恒定，空氣阻力不計(jì)。求：（1）汽車(chē)行駛過(guò)程中所受地面的阻力；（2）測(cè)試過(guò)程中汽車(chē)加速行駛的時(shí)間；（3）汽車(chē)開(kāi)啟儲(chǔ)能裝置后向蓄電池提供的電能。

【答案】（1）4000N；（2）16.25s；（3）【詳解】（1）①是關(guān)閉儲(chǔ)能裝置時(shí)的關(guān)系圖線，根據(jù)可知圖像的斜率的絕對(duì)值表示阻力的大小，則有（2）在速度達(dá)到最大值時(shí)，根據(jù)圖像可知此時(shí)，功率達(dá)到額定功率，則有解得測(cè)試過(guò)程中汽車(chē)加速行駛過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有其中，，解得（3）根據(jù)圖像②有，令汽車(chē)開(kāi)啟儲(chǔ)能裝置后向蓄電池提供的電能為，則有其中解得三、填空題14．額定功率80kW的汽車(chē)，在平直公路上行駛的最大速度為20m/s。汽車(chē)的質(zhì)量m=2×103kg，如果汽車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2m/s2。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不變，則汽車(chē)所受的恒定阻力是N；經(jīng)過(guò)時(shí)間s，汽車(chē)功率達(dá)到額定值?！敬鸢浮?000N5【詳解】[1]當(dāng)汽車(chē)達(dá)最大速度時(shí)，加速度為零，牽引力的大小等于阻力的大小,則[2]設(shè)汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要的牽引力為解得汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力恒定，隨著車(chē)速的增大，汽車(chē)的輸出功率增大，當(dāng)輸出功率等于額定功率時(shí)的速度是汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度，設(shè)為，由知汽車(chē)功率達(dá)到額定值的時(shí)間即為汽車(chē)維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)可得15．一輛質(zhì)量為2.0×103kg的汽車(chē)在每前進(jìn)100m上升5m的傾斜公路上向上行駛。汽車(chē)行駛過(guò)程中所受空氣和摩擦的阻力共恒為1.0×103N，且保持功率恒為50kW，則汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所能達(dá)到的最大速度為m/s；當(dāng)汽車(chē)加速度為4.0m/s2時(shí)的速度為m/s。（g取10m/s2）【答案】255【詳解】[1]保持功率不變，當(dāng)牽引力等于阻力加上重力沿斜面的分量時(shí)，速度達(dá)到最大即：P=Fv=(Ff＋mgsinθ）v解得v=m/s=25m/s[2]由F′-Ff-mgsinθ=ma得F′=Ff＋ma＋mgsinθ=(1000＋1000＋2000×4）N=10000NP=F′v′解得v′=5m/s16．如圖所示為某膠囊列車(chē)（又名膠囊超級(jí)高鐵），利用“真空管道運(yùn)輸”的概念，是正在研究的一種全新交通工具。這種膠囊列車(chē)可以超高速、低能耗、無(wú)噪聲、零污染，被認(rèn)為是繼汽車(chē)、輪船、火車(chē)和飛機(jī)之后的新一代交通運(yùn)輸工具，最大速度可達(dá)以上。若某列膠囊列車(chē)的質(zhì)量為，在平直軌道上以恒定功率由靜止開(kāi)始啟動(dòng)，最大速度為，則此列車(chē)在行駛過(guò)程中受到的阻力大小；若過(guò)程中某時(shí)刻速度為，則此時(shí)列車(chē)的加速度大小。（假設(shè)列車(chē)行駛過(guò)程中阻力恒定不變）

【答案】【詳解】[1]根據(jù)題意可知，當(dāng)列車(chē)以額定功率行駛，牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，則有解得[2]若過(guò)程中某時(shí)刻速度為，則此時(shí)的牽引力為由牛頓第二定律可得17．一輛小汽車(chē)在水平路面上由靜止啟動(dòng)，在前5s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，5s末達(dá)到額定功率，之后保持以額定功率運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所示。已知汽車(chē)的質(zhì)量為m=1×103kg，汽車(chē)受到地面的阻力為車(chē)重的0.1倍，取g=10m/s2，則汽車(chē)的額定功率為W，汽車(chē)的最大速度為m/s【答案】100m/s【詳解】[1]在前5s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，由圖像可知加速度根據(jù)牛頓第二定律可知在5s末，達(dá)到額定功率因此解得[2]最大速度時(shí)，牽引力與阻力大小相等，此時(shí)解得18．某汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為50kW，汽車(chē)質(zhì)量為4t，汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)中所受阻力的大小恒為車(chē)重的0.1倍。（g取10m/s2）（1）