mjt-汽車問題練習(xí)

1、（2002年上海）鐵路加速，要解決很多技術(shù)問題.往常，列車阻力與速度平方成正比，即2.試計算列車分別以120km/h和40km/hf=kv.列車要跑得快，必須用大功率機車來牽引的速度勻速行駛時，機車功率大小的比值.（1）試計算列車分別以120km/h和40km/h的速度勻速行駛時，機車功率大小的比值（提示：物理學(xué)中重要的公式有F=ma，W=Fs，P=Fv，s=v0t+

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2at）．2）除上題波及的問題外，還有很多其他技術(shù)問題需要解決．比如：為了減少列車在高速行駛中的振動，需要把原先的有接縫軌道改為無接縫軌道．請你再舉一例，并簡要說明．解析：（1）列車勻速運動時牽引力F與受阻力Ff相等，且F=Ff，而Ff=kv2，則P=F·v=kv3，代入v1=120km/h，v2=40km/h可得P1/P2=27/12）在軌道（彎道）半徑一定的情況下，火車速度越大，所需向心力越大，經(jīng)過增大彎道半徑能夠減小向心力．2、額定功率為80kW的汽車，在平直的公路上行駛的最大速度為20m/s.已知汽車的質(zhì)量為2×103kg，若汽車從靜止開始做勻加快直線運動，加快度的大小為2m/s2.假定汽車在整個運動過程中阻力不變.求：（1）汽車受到的阻力Ff；（2）汽車在3s末的剎時功率；3、質(zhì)量為m=4×103kg的汽車發(fā)動機的額定功率P0=40×103W，汽車從靜止開始，以a=0.5m/s2的加快度做勻加快直線運動，所受阻力恒為Ff=2×103N，求：1）汽車勻加快運動所用的時間t；（2）汽車可達的最大速度vm；3）汽車速度為2vm/3時的加快度a′4、汽車質(zhì)量為5t，其發(fā)動機額定功率為37.5kW，汽車在水平道路上從靜止開始起動，開始一段時間內(nèi)，以加快度1.0m/s2做勻加快運動，最后勻速運動的速度為15m/s.求：（1）汽車做勻加快運動的時間.（2）汽車勻速運動后封閉發(fā)動機，還能滑多遠？5、一輛電動汽車的質(zhì)量為1×103kg，額定功率為2×104W，在水平路面上由靜止開始做直線運動，最大速度為v2，運動中汽車所受阻力恒定.發(fā)動機的最大牽引力為3×103N，其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)1/v的關(guān)系如下圖.1）v223）當汽車的速度為10m/s時，發(fā)動機的功率.【解析】（1）圖線AB牽引力F不變，阻力f不變，汽車作勻加快直線運動，圖線BC的斜率表示汽車的功率P，P不變，則汽車作加快度減小的變加快直線運動，直至達最大速度v2，今后汽車作勻速直線運動。（2）汽車速度為v2，牽引力為F1=1×103N，4v2=Pm=210m/s=20m/s。（3）汽車做勻加快直線運動時的加快度最大，阻力f=Pm=2104N=1000N。v220Fmf(31)10322a==103m/s=2m/s。.m（4）與B點對應(yīng)的速度為v1=Pm=2104m/s=6.67m/s2。Fm3103當汽車的速度為10m/s時處于圖線BC段，故此時的功率為最大，m=2×104W。P6、（2011·浙江卷）節(jié)能混雜動力車是一種能夠利用汽油及所儲藏電能作為動力根源的汽車.有一質(zhì)量m=1000kgv1=90km/h勻速行駛，發(fā)動機的輸出功率為P=50kW.當駕駛員看到前方有80km/h的限速標志時，保持發(fā)動機功率不變，立刻啟動利用電磁阻尼帶動的發(fā)電機工作給電池充電，使轎車做減速運動，運動L=72m后，速度變?yōu)関2=72km/h.此過程中發(fā)動機功率的1/5用于轎車的牽引，4/5用于供給發(fā)電機工作，發(fā)動機輸送給發(fā)電機的能量最后有50%轉(zhuǎn)變?yōu)殡姵氐碾娔?假定轎車在上述運動過程中所受阻力保持不變.（1）轎車以90km/hf（2）轎車從90km/h72km/h過程中，獲得的電能E電（3）轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維持72km/h勻速運動的距離L′.24.答案：（1）2103N（2）6.3104J（3）31.5m解析：（1）汽車牽引力與輸出功率的關(guān)系PF牽v將P50kW，v190km/h25m/s代入得F牽P2103Nv1當轎車勻速行駛時，牽引力與阻力大小相等，有F阻2103N（2）在減速過程中，注意到發(fā)動機只有1P用于汽車的牽引，根據(jù)動能定理有51PtF阻L1mv221mv12，代入數(shù)據(jù)得Pt1.575105J5224Pt6.3104J電源獲得的電能為E電0.55(3)根據(jù)題設(shè)，轎車在平直公路上勻速行駛時受到的阻力仍為F阻2103N。此過程中，由能量轉(zhuǎn)變及守恒定律可知，僅有電能用于戰(zhàn)勝阻力做功E電F阻L，代入數(shù)據(jù)得L31.5m7、某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進行研究，他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，經(jīng)過辦理轉(zhuǎn)變?yōu)関-t圖像，如下圖（除2~10s時間段內(nèi)的圖像為曲線外，其余時間段圖像均為直線）．已知小車運動的過程中，2~14s時間段內(nèi)小車的功率保持不變，在14s末停止遙控而讓小車自由滑行．小車的質(zhì)量為1kg（1）小車所受到的阻力大小及0~2s23）小車在0~10s運動過程中位移的大?。?3．解：（1）在14s—18s時間段加快度2Ff=ma=1.0×1.5N=1.5N2）在5s—7s小車作勻速運動，牽引力F=FfP=Fv=1.5×6W=9W3）0—2s內(nèi)x1=1×2×3m=3m22s—10s內(nèi)根據(jù)動能定理f212—122122解得x2=39m加快過程中小車的位移大小為x=x1+x2=42m12.（2009上海物理，20，10分）質(zhì)量為5103kg的汽車在t＝0時刻速度v0＝10m/s，隨后以P＝6104W的額定功率沿平直公路持續(xù)前進，經(jīng)72s達到最大速度，設(shè)汽車受恒定阻力，其大小為2.5103N。求：（1）汽車的最大速度vm；（2）汽車在72s內(nèi)經(jīng)過的行程s。12.【解析】w61041）當達到最大速度時，P＝=Fv=fvm，vm＝f＝2.5103m/s＝24m/s，2）從開始到72s時刻依據(jù)動能定理得：Pt－fs＝1212，解得：s＝2Pt－mvm2＋mv022mvm－mv02f＝1252m。2（09·四川·23）圖示為修筑高層建筑常用的塔式起重機。在起重機將質(zhì)量m=5×103kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上作勻加快直線運動，加快度a=0.2m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率真到重物做vm=1.02m/s的勻速運動。取g=10m/s2,不計額外功。求：起重機允許輸出的最大功率。(2)重物做勻加快運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率。解析：(1)設(shè)起重機允許輸出的最大功率為P，重物達到最大速度時，拉力F等于重力。00P0＝F0vm①P0＝mg②代入數(shù)據(jù)，有：P＝4③5.1×10W0(2)勻加快運動結(jié)束時，起重機達到允許輸出的最大功率，設(shè)此時重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加快運動經(jīng)歷時間為t1,有：P0＝F0v1④F－mg＝ma⑤V1＝at1⑥由③④⑤⑥，代入數(shù)據(jù)，得：t＝5s⑦1T＝2s時，重物處于勻加快運動階段，設(shè)此時速度為v2，輸出功率為P，則v2＝at⑧P＝Fv2⑨由⑤⑧⑨，代入數(shù)據(jù)，得:P＝2.04×104W。．5×103kg，發(fā)動機的額定功率為60kW,汽車所受阻力恒為5000N，76一輛汽車的質(zhì)量是如果汽車從靜止開始以0.5m/s2的加快度做勻加快直線運動，功率達到最大后又以額定功率運動了一段距離后汽車達到了最大速度，在整個過程中，汽車運動了125m．問在這個過程中，汽車發(fā)動機的牽引力做功多少？下面是甲、乙兩位同學(xué)的解法：t2s2125s22.36s甲同學(xué)：a0.5W=Pt=6×104×22.36J=1.34×106J.乙同學(xué)：F=ma＋f=7500N.5請對上述兩位同學(xué)的解法做出評論，若都不同意請給出你的解法．解析：甲、乙兩位同學(xué)的解法都不正確．甲同學(xué)把125m全部當做勻加快直線運動的位移，求出運動時間t，這一步就錯了，然后又用公式W=Pt來求牽引力做功，而汽車在做勻加快運動的過程中功率是漸漸變大的，這一步驟又錯了．而乙同學(xué)的做法中，第一步是正確的，但力F是汽車做勻加快運動時的牽引力，當汽車以額定功率行駛時，牽引力是變力，做功不能用W=Fs來計算．vP6104m/s12m/s正確的解法是：汽車行駛的最大速度為f500037.陜西省西安高新一中2010屆高三高考模擬一列火車質(zhì)量1000t，由靜止開始以恒定的功率沿平直鐵軌運動，經(jīng)過2min前進2700m時恰巧達到最大速度。設(shè)火車所受阻力恒為車重的0.05倍，求火車的最大速度和恒定的功率？解：設(shè)最大速度為vm，火車的平均牽引力為F，由動量定理和動能定理得：（Ff）t=mvm（1）（Ff）s=1mv2（2）2s2聯(lián)立（1）、（2）解得：ms，m45/P=fv=22.5KWmt試指出以上求解過程中的問題并給出正確的解答。解析：以上求解過程混雜了兩類不同的平均作使勁——對時間的平均作使勁和對位移的平均作使勁。（4分）由于火車功率恒定，在達到最大速度以前作變加快運動。設(shè)最大速度為Vm，功率為P，由動能定理得：ptfs1mvm2（1）（4分）2達到最大速度時，牽引力F=f，所以P=fVm（2）（4分）聯(lián)立（1）、（2）得：1mvm2ftvmfs0（3）（2分）2代入數(shù)據(jù)解之得：Vm=30m/s，P1=15KW。（Vm=45m/s舍去）（2分）17、(2009浙江理綜，24，18分）某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如圖所示，賽車從起點A出發(fā)，沿水平直線軌道運動L后，由B點進入半徑為R的圓滑豎直圓軌道，走開豎直圓軌道后持續(xù)在圓滑平直軌道上運動到C點，并能越過壕溝。已知賽車質(zhì)量m=0.1kg，通電后以額定功率P=1.5w工作，進入豎直軌道前受到阻力恒為0.3N，隨后在運動中受到的阻力均可不記。圖中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.50m。問：要使賽車達成比賽，電動機起碼工作多長時間？（取g=10）15．答案：2.53s【解析】