2023版新教材高中物理 第八章 机械能守恒定律 1 功与功率 专项3 机车启动的两种物理模型课时作业 新人教版必修第二册.docx

1、项专3机车启动的两种物理模型12022江西高一期末一场别开生面的节能车竞赛在平直的水平测试道上进行，40支车队以各家独门绝技挑战1升汽油行驶里程的最高纪录某公司研制开发的某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW，小汽车连同驾乘人员总质量为m2 000 kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N小汽车以额定功率由静止开始运动直到冲线，以1 037.5 s的成绩夺得1升汽油行驶30公里的冠军，则下列判断不正确的是()A小汽车行驶的最大速度为30 m/sB小汽车行驶速度为20 m/s时加速度为1 m/s2C小汽车行驶30公里的过程中牵引力做的功为2.49107 JD小汽车行驶30公里的过程中

2、阻力做功为2.4107 J2节能环保的电动汽车已成为许多城市出租车的标配，某品牌电动汽车纯电续航约400公里，最大功率为90 kW，电池最大储存能量为81 kWh，快充时间为1.5小时某次测试中，汽车由静止开始沿平直公路做匀加速直线运动，其运动的速度时间图像如图所示，在t25 s时达到最大功率，之后保持功率不变，在t时刻达到最大速度，汽车和乘客的总质量为2.5103 kg，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)汽车快速充电过程中充电的平均功率P1；(2)汽车的最大速度；(3)当车速为30 m/s时，汽车的加速度a.3.2022江西南昌市高一联考一列火车总质量m500 t，发动机的额定功率P6

3、105 W，在水平直轨道上行驶时，轨道对火车的阻力Ff是火车重力的.(g取10 m/s2)(1)求火车在水平直轨道上行驶的最大速度；(2)在水平直轨道上，发动机以额定功率P工作，求当行驶速度分别为v11 m/s和v210 m/s时，火车的瞬时加速度a1、a2的大小；(3)火车在水平直轨道上以36 km/h的速度匀速行驶时，求发动机的实际功率P；(4)若火车从静止开始，保持0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，求这一过程维持的最长时间专项3机车启动的两种物理模型提能力1答案：B解析：当小汽车以最大速度匀速行驶时，牵引力F等于阻力Ff，由功率公式可得vm m/s30 m/s，故A正确；由牛顿第

4、二定律得Ffma，当v20 m/s时，解得a0.2 m/s2，故B错误；小汽车行驶30公里的过程中牵引力做的功为WFPt24 0001 037.5 J2.49107 J，故C正确；小汽车行驶30公里的过程中阻力做功为WfFfl80030 000 J2.4107 J，故D正确2答案：(1)54 kW(2)36 m/s(3)0.2 m/s2解析：(1)汽车快速充电过程中，有P1，代入数据可得P1 kW54 kW.(2)由题图可知，在匀加速运动阶段，025 s内汽车的加速度为a m/s20.8 m/s2，匀加速运动阶段汽车的牵引力大小为F N4.5103 N，设汽车所受阻力为Ff，根据牛顿第二定律有

5、FFfma，代入数据可得Ff2.5103 N.当速度达到最大时，牵引力与阻力大小相等，可得最大速度为vm m/s36 m/s.(3)车速为30 m/s时，汽车的牵引力为F N3103 N，根据牛顿第二定律可得a m/s20.2 m/s2.3答案：(1)12 m/s(2)1.1 m/s20.02 m/s2(3)5105 W(4)4 s解析：(1)当牵引力等于阻力，即FFfkmg时，火车的加速度为零，速度达到最大值vm，此时火车将以额定功率行驶，则vm12 m/s.(2)当vvm时，火车做加速运动，行驶速度为v11 m/s时，则F16105 N，根据牛顿第二定律得a11.1 m/s2；行驶速度为v210 m/s时，则F26104 N，根据牛顿第二定律得a20.02 m/s2.(3)火车以v336 km/h10 m/s的速度匀速行驶，则发动机的实际功率PFfv35105 W.(4)由题分析得FFfma3105 N，在此过程中，速度增大，发动机功率增大，设功率增大到额定功率时速度为v，即v2 m/s，由vat得t4 s