20202021高中物理第七章機(jī)械能守恒定律專題課機(jī)車啟動(dòng)問題習(xí)題全國(guó)通用版必修2經(jīng)典實(shí)用

1、專題課機(jī)車啟動(dòng)問題1(多選)一輛汽車以恒定的輸出功率以某一初速度沖上一斜坡，在上坡過程中，它的運(yùn)動(dòng)情況可能是()a先加速，后勻速b先加速，后減速c一直加速且加速度越來越小d一直減速且加速度越來越大2(多選)卡車在平直公路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)時(shí)間t前進(jìn)距離l，速度達(dá)到最大值vm.設(shè)此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒為p，卡車所受阻力為ff，則這段時(shí)間內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為()aptbfflcptffldffvmt3快艇在水上行駛，所受水的阻力和艇的速度的二次方成正比若快艇以速度v勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為p；當(dāng)快艇以速度3v勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)為()a3pb9pc27pd81p4一列火車在恒定功率的牽

2、引下由靜止從車站出發(fā)，沿平直軌道運(yùn)動(dòng)，行駛了5min速度剛好達(dá)到20m/s，設(shè)列車所受阻力恒定，則可以判斷列車在這段時(shí)間內(nèi)行駛的距離()a可能等于3kmb一定大于3kmc一定小于3kmd以上說法都不對(duì)5(多選)一輛轎車在平直公路上運(yùn)行，啟動(dòng)階段轎車牽引力保持不變，而后以額定功率繼續(xù)行駛，經(jīng)過時(shí)間t0，其速度由零增大到最大值vm.若轎車所受的阻力f為恒力，關(guān)于轎車的速度v、牽引力f、功率p隨時(shí)間t變化的情況，圖lz31中正確的是()圖lz316(多選)火車從車站開出做勻加速運(yùn)動(dòng)，若阻力與速度成正比，則()a火車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定越來越大，牽引力越來越大b火車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定不變，牽引力越來越小c當(dāng)

3、火車達(dá)到某一速率時(shí)，若要保持此速率做勻速運(yùn)動(dòng)，則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率這時(shí)應(yīng)減小d當(dāng)火車達(dá)到某一速率時(shí)，若要保持此速率做勻速運(yùn)動(dòng)，則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定跟此時(shí)速率的二次方成正比7質(zhì)量為m的汽車，其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為p.當(dāng)它開上一個(gè)傾角為的斜坡時(shí)，受到的阻力為車重力的k倍，則車的最大速度為()a.b.c.d.8圖lz32為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)在起重機(jī)將質(zhì)量m5×103kg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(yùn)動(dòng)，加速度a0.2m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做速度為vm1.02m/s的勻速運(yùn)動(dòng)g取10m/s2，不計(jì)額外功求：(1)起重機(jī)允許輸

4、出的最大功率；(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2s末的輸出功率圖lz329汽車的額定功率為60kw，總質(zhì)量為2×103kg，運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為2000n若汽車在額定功率下運(yùn)動(dòng)，求：(1)當(dāng)汽車的加速度是1m/s2時(shí)的速度大小；(2)汽車行駛的最大速度；(3)10s內(nèi)牽引力做的功10一輛重5t、額定功率為80kw的車以a1m/s2的加速度由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，車受的阻力為車重的0.06倍，g取10m/s2.(1)分析車從靜止開始至剛勻速運(yùn)動(dòng)過程中車的牽引力和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率如何變化(2)車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)能維持多長(zhǎng)時(shí)間？(3)車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程的平均功率為多少？(4

5、)車加速10s末的瞬時(shí)功率為多少？(5)車速的最大值為多少？11高速連續(xù)曝光照相機(jī)可在底片上重疊形成多個(gè)圖像現(xiàn)利用這架照相機(jī)對(duì)某家用汽車的加速性能進(jìn)行研究，如圖lz33所示為汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)三次曝光的照片，圖中的標(biāo)尺單位為米，照相機(jī)每?jī)纱纹毓獾臅r(shí)間間隔為1.0s已知該汽車的質(zhì)量為2000kg，額定功率為72kw，汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力始終為1600n.(1)求該汽車加速度的大小(2)若汽車由靜止以此加速度開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多能保持多長(zhǎng)時(shí)間？(3)求汽車所能達(dá)到的最大速度圖lz331ac解析設(shè)汽車牽引力為f，斜坡傾角為，汽車質(zhì)量為m，摩擦力為ff，當(dāng)f>ffmg

6、sin時(shí)，有可能先加速后勻速到達(dá)坡頂，選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)誤；若坡較短，則可能在變加速過程中到達(dá)坡頂，選項(xiàng)c正確；當(dāng)f<ffmgsin時(shí)，汽車則減速運(yùn)動(dòng)，由f可知，v減小，則f增大，而ffmgsinfma，故加速度越來越小，a0時(shí)，v最小，選項(xiàng)d錯(cuò)誤2ad解析發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是指牽引力的功由于卡車以恒定功率運(yùn)動(dòng)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功應(yīng)等于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率乘以卡車行駛的時(shí)間，a項(xiàng)正確；b項(xiàng)給出的是卡車克服阻力做的功，在這段時(shí)間內(nèi)，牽引力的功不等于克服阻力做的功，b項(xiàng)錯(cuò)誤；c項(xiàng)給出的是卡車所受外力的總功；d項(xiàng)中，卡車以恒定功率前進(jìn)，將做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度時(shí)牽引力等于阻力，阻力ff乘以

7、最大速度vm是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，再乘以t恰是發(fā)動(dòng)機(jī)在t時(shí)間內(nèi)做的功，d項(xiàng)正確3c解析快艇運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力與速度的二次方成正比，即fkv2.當(dāng)快艇勻速行駛時(shí)，牽引力大小等于阻力，即ffkv2，則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為pfvkv3，即發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與速度的三次方成正比所以，當(dāng)快艇的速度變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率變?yōu)樵瓉淼?7倍，故c正確4b解析根據(jù)火車的運(yùn)動(dòng)過程，畫出火車的速度時(shí)間圖像如圖所示，根據(jù)速度時(shí)間圖像中曲線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移大小可知，如果火車做初速度為零、末速度為20m/s的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則位移x×20×300m3000m，而此時(shí)實(shí)際曲線與坐標(biāo)軸圍成的面積大于3000

8、m，b正確5bcd解析轎車以恒定的牽引力f啟動(dòng)，由a得，轎車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，由pfv知，轎車的輸出功率均勻增加，當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，牽引力逐漸減小，加速度逐漸減小，轎車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ff時(shí)，速度達(dá)到最大，之后轎車做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)b、c、d正確6acd解析根據(jù)pfv，ffma，fkv，可得p(kvma)vkv2mav，故在題設(shè)條件下，火車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和牽引力都隨速率v的增大而增大，選項(xiàng)a正確，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；當(dāng)火車達(dá)到某一速率時(shí)，欲使火車做勻速運(yùn)動(dòng)，則a0，此時(shí)pkv2，選項(xiàng)c、d正確7d解析當(dāng)汽車勻速時(shí)速度最大，此時(shí)汽車的牽引力fmgsinkmg，由此可得vm，故選項(xiàng)d正確8(1

9、)5.1×104w(2)5s2.04×104w解析 (1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為p0，重物達(dá)到最大速度時(shí)，拉力f等于重力，有p0fvm，fmg，代入數(shù)據(jù)，得p05.1×104w.(2)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率，設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為f1，速度為v1，勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為t1，有p0f1v1，f1mgma，v1at1聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得t15st2s時(shí)，重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段，設(shè)此時(shí)速度為v2，輸出功率為p，則有v2at，pf1v2聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得p2.04×104w.9(1)15m/s(2)30m/s(3)6

10、×105j解析 (1)由牛頓第二定律得f牽f阻ma又pf牽v兩式聯(lián)立解得v15m/s.(2)當(dāng)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽車的速度最大，此時(shí)f牽f阻由pf牽vmax得vmaxm/s30m/s.(3)牽引力做功wpt60×103×10j6×105j.10(1)勻加速過程，牽引力不變，功率逐漸增大；變加速過程，牽引力逐漸減小，功率不變(2)10s(3)40kw(4)80kw(5)26.7m/s解析 (1)由題意，fkmg0.06×5000×10n3×103n.從靜止開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程，牽引力f1是定值，由牛頓第二定律得f1fma，得f18×103n，而功率在不斷增大達(dá)到額定功率后，車做變加速直線運(yùn)動(dòng)直至剛勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力逐漸變小，直到和阻力相等，而功率則保持不變(2)由pmf1v1f1at1得t110s.(3)設(shè)t110s末車的速度為v1，t1時(shí)間內(nèi)的平均速度為v，則v1at110m/s，v5m/s，所以pf1v40kw.(4)pf1v180kw.(5)由pmfvm得vm26.7m/s.11(1)1.0m/s2(2)20s(3)45m/s解析 (1)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，xx2x1at2得am/s21.0m/s2.(2)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的汽車所受合