专题10 机车的启动问题--2022-2023学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第二册）.docx

1、第八章机械能守恒定律专题10：机车的启动问题题型1恒定功率启动1.(2021江苏常州二中期中)一辆载货卡车正在一段坡路上以速度v1匀速行驶，卡车受到来自地面的阻力大小为f1。上坡过程中，突然天降大雨，地面的阻力大小减小为f2，卡车功率保持不变，最后以速度v2保持匀速，则下列说法正确的是 ( )A.图甲为卡车的速度-时间图像B.图乙为卡车的速度-时间图像C.卡车先后匀速运动的速度大小之比为v1v2=f2f1D.卡车在变速运动阶段的平均速度小于v1+v222.(2022湖南长沙长郡中学期中)质量为800 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数1v的关系如图所示

2、，已知图线斜率k的数值大小为500，则 ( )A.赛车的速度随时间均匀增大B.赛车的加速度随时间均匀增大C.赛车运动时发动机输出功率为40 kWD.图中b点取值应为0.008 sm-1，其对应的物理意义是赛车的最大速度为450 km/h题型2恒定加速度启动3.(2022江苏泰州中学期中)质量为m的汽车，沿足够长、倾角为的斜坡下坡，由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过t1时间，汽车的功率达到额定功率P0。此后汽车以额定功率沿斜坡行驶时间t2，速度达到最大，设汽车在斜坡上运动过程受到的阻力大小保持不变，重力加速度为g，求：(1)汽车在匀加速运动阶段受到的牵引力大小F和阻力大小f；(2)

3、汽车从静止到速度达到最大过程中牵引力做的功；(3)汽车运动的最大速度vm。答案全解全析1.A设卡车的质量为m，路面倾角为，开始匀速上坡时，牵引力F1=f1+mg sin =Pv1；阻力大小减小后，卡车加速，功率保持不变，牵引力因车速增大而减小，合力减小，故卡车先做加速度减小的加速运动；当牵引力为F2=f2+mg sin =Pv2时，再次做匀速运动，A正确，B错误。卡车先后匀速运动的速度大小之比为v1v2=(f2+mg sin )(f1+mg sin )，C错误。卡车在变速运动阶段做加速度逐渐减小的加速运动，与物体在相等时间内由v1匀加速到v2相比，其位移更大，故平均速度大于v1+v22，D错误

4、。2.D由图可知加速度发生变化，则赛车做变加速直线运动，故A错误；由图可得a与v的关系为a=500v-4 (m/s2)，可见赛车加速运动时加速度减小，故B错误；对赛车以恒定功率加速过程，根据牛顿第二定律有F-f=ma，又因为F=Pv，a=Pmv-fm，所以Pm=500 W/kg，则P=km=500800 W=400 kW，故C错误；当赛车的速度最大时加速度为零，根据a=500v-4(m/s2)可得b=1vm=4500 sm-1=0.008 sm-1，最大速度vm=10.008 m/s=125 m/s=450 km/h，故D正确。3.答案(1)P0at1P0at1+mg sin -ma(2)12P0t1+P0t2(3)P0at1P0ma2t1解析(1)汽车在匀加速运动阶段的末速度v1=at1根据牛顿第二定律有F+mg sin -f=ma且有P0=Fv1解得F=P0at1，f=P0at1+mg sin -ma(2)汽车在匀加速运动阶段牵引力做的功W1=Fx1=P0at112at12=12P0t1汽车以额定功率行驶时，在t2时间内牵引力做的功W2=P0t2则有W=W1+W2=12P0t1+P0t2(3)汽车达到最大速度后做匀速运动，所受的合力为零，设此时牵引力为F0，则有F0+mg sin -f=0P0=F0vm解得vm=P0at1P0ma2t1