專(zhuān)題課：機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題附答案

1、專(zhuān)題課：機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題1(多選)一輛汽車(chē)以恒定的輸出功率以某一初速度沖上一斜坡，在上坡過(guò)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(lái)越小D一直減速且加速度越來(lái)越大2以恒定功率從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)，經(jīng)時(shí)間t1后速度達(dá)到最大值vm，在此過(guò)程中汽車(chē)通過(guò)的位移為x，則()Ax>BxCx<D無(wú)法判斷3汽車(chē)的質(zhì)量為m，其發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P.當(dāng)汽車(chē)開(kāi)上一個(gè)傾角為的斜坡時(shí)，受到的阻力為重力的k倍，重力加速度為g，則它的最大速度為()A.B.C.D.4一輛小車(chē)在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起，小車(chē)所受的牽引力和阻力隨時(shí)間變化規(guī)律如圖LZ3­1所示，

2、則作用在小車(chē)上的牽引力F1的功率隨時(shí)間變化的圖像是圖LZ3­2中的()圖LZ3­1圖LZ3­25(多選)一輛轎車(chē)在平直公路上運(yùn)行，啟動(dòng)階段轎車(chē)牽引力保持不變，而后以額定功率繼續(xù)行駛，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，其速度由零增大到最大值vm.若轎車(chē)所受的阻力f為恒力，關(guān)于轎車(chē)的速度v、牽引力F、功率P隨時(shí)間t變化的情況，圖LZ3­3中正確的是()圖LZ3­36(多選)火車(chē)從車(chē)站開(kāi)出做勻加速運(yùn)動(dòng)，若阻力與速度成正比，則()A火車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定越來(lái)越大，牽引力越來(lái)越大B火車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定不變，牽引力越來(lái)越小C當(dāng)火車(chē)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)

3、機(jī)的功率這時(shí)應(yīng)減小D當(dāng)火車(chē)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、發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P0的汽車(chē)沿平直公路行駛，當(dāng)它的加速度為a時(shí)，速度為v，測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為P1.假設(shè)運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒定，則它在平直公路上勻速行駛的最大速度是()AvB.C.D.8圖LZ3­4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m5×103 kg的重物豎直吊起的過(guò)程中，重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a0.2 m/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vm1.02 m/s的勻速運(yùn)動(dòng)g取10 m/s2，

4、不計(jì)額外功求：圖LZ3­4(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率；(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2 s末的輸出功率9汽車(chē)的額定功率為60 kW，總質(zhì)量為2×103 kg；運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為2000 N若汽車(chē)在額定功率下運(yùn)動(dòng)，求：(1)當(dāng)汽車(chē)的加速度是1 m/s2時(shí)的速度大??；(2)汽車(chē)行駛的最大速度；(3)10 s內(nèi)牽引力做的功10一輛重5 t、額定功率為80 kW的車(chē)以a1 m/s2的加速度由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，車(chē)受的阻力為車(chē)重的0.06倍，g取10 m/s2.(1)分析車(chē)從靜止開(kāi)始至剛勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中車(chē)的牽引力和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率如何變化(2)車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)能

5、維持多長(zhǎng)時(shí)間？(3)車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平均功率為多少？(4)車(chē)加速10 s末的瞬時(shí)功率為多少？(5)車(chē)速的最大值為多少？11汽車(chē)的質(zhì)量為2 t，額定功率為80 kW，在平直的公路上行駛的最大速度為20 m/s.如果汽車(chē)從靜止開(kāi)始以2 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不變，則：(1)汽車(chē)受到的阻力為多大？(2)3 s末汽車(chē)的瞬時(shí)功率為多大？(3)汽車(chē)維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多長(zhǎng)？專(zhuān)題課：機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題1AC解析 設(shè)汽車(chē)牽引力為F，斜坡傾角為，汽車(chē)質(zhì)量為m，摩擦力為Ff，當(dāng)F>Ffmgsin 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(guò)程中

6、到達(dá)坡頂，選項(xiàng)C正確；當(dāng)F<Ffmgsin 時(shí)，汽車(chē)則減速上升，由F可知，v減小，則F增大，而Ffmgsin Fma，故加速度越來(lái)越小，a0時(shí)，v最小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2A解析 汽車(chē)的速度圖像如圖所示，假定汽車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其速度圖像是直線，直線與橫軸包圍的面積即，由于汽車(chē)以恒定功率開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則其加速度應(yīng)逐漸減小，實(shí)際速度圖線如圖中曲線所示，由圖像可知，曲線與橫軸所包圍的面積較大，故A選項(xiàng)正確3D解析 當(dāng)汽車(chē)速度最大時(shí)，加速度a0，牽引力Fmgsin kmg，故此時(shí)最大速度vm，選項(xiàng)D正確4D解析 小車(chē)所受的牽引力和阻力恒定，所以小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力的功率PF1vF1(v0at)，

7、對(duì)應(yīng)圖D.5BCD解析 轎車(chē)以恒定的牽引力F啟動(dòng)，由a得，轎車(chē)先做勻加速運(yùn)動(dòng)，由PFv知，轎車(chē)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(chē)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(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B、C、D正確6ACD解析 根據(jù)PFv、FFfma、Ffkv得P(kvma)vkv2mav，故在題設(shè)條件下，火車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和牽引力都隨速率v的增大而增大，則選項(xiàng)A正確；當(dāng)火車(chē)達(dá)到某一速率時(shí)，欲使火車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，則a0，此時(shí)Pkv2，故選項(xiàng)C、D正確7C解析 當(dāng)加速度為a時(shí)，由FFfma得，阻力Ffma，當(dāng)FFf時(shí)，速度最大，為vm，則vm.8(1)

8、5.1×104 W(2)5 s2.04×104 W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，F(xiàn)mg，代入數(shù)據(jù)，得P05.1×104 W.(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F，速度為v1，勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為t1，有P0Fv1，F(xiàn)mgma，v1at1聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得t15 st2 s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，PFv2聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得P2.04×104 W.9(1)15 m/s(2)30 m/s

9、(3)6×105 J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v15 m/s.(2)當(dāng)汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽車(chē)的速度最大，此時(shí)F牽F阻由PF牽vmax得vmax m/s30 m/s.(3)牽引力做功WPt60×103×10 J6×105 J.10(1)勻加速過(guò)程，牽引力不變，功率逐漸增大；變加速過(guò)程，牽引力逐漸減小，功率不變(2)10 s(3)40 kW(4)80 kW(5)26.7 m/s解析 (1)由題意，fkmg0.06×5000×10 N3×103 N.從靜止開(kāi)始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程，牽引力F1是定

10、值，由牛頓第二定律得F1fma，得F18×103 N，而功率在不斷增大達(dá)到額定功率后，車(chē)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t110 s.(3)設(shè)t110 s末的速度為v1，t1時(shí)間內(nèi)的平均速度為v，則v1at110 m/s，v5 m/s，所以PF1v40 kW.(4)PF1v180 kW.(5)由Pmfvm得vm26.7 m/s.11(1)4×103 N(2)48 kW(3)5 s解析 (1)在輸出功率等于額定功率的條件下，當(dāng)牽引力F等于阻力f時(shí)，汽車(chē)的加速度減小到0，汽車(chē)的速度達(dá)到最大汽車(chē)所受的阻力為f N4×103 N.(2)設(shè)汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)需要的牽引力為F，根據(jù)牛頓第二定律有Ffma，解得Ffma4×103 N2×103×2 N8×103 N因?yàn)? s末汽車(chē)的瞬時(shí)速度為v3at2×3