第2节功和功率、机车启动问题.doc

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红桥高级中学2013届高三一轮复习案

第2节功和功率机车启动问题

学习目标：

1、理解功和功率的概念；

2、能初步处理机车启动问题。

自学指导：

阅读下述机车两种启动方式，掌握其P－t图和v－t图，初步掌握机车启动的特点。

时间大约6分钟，之后，练习例1-2，并把问题与同学、老师讨论。

机车两种启动方式的比较

两种方式

以恒定功率启动

以恒定加速度启动

P－t图

和v－t图

OA段

过程分析

v↑⇒F＝↓

⇒a＝↓

a＝不变⇒F不变

P＝Fv↑直到P额＝Fv1

运动性质

加速度减小的变加速直线运动

匀加速直线运动，维持时间t0＝

AB段

过程分析

运动性质

以vm匀速直线运动

加速度减小的变加速运动

BC段

无

F＝F阻⇒a＝0⇒以vm＝匀速运动

例1、汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则下图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是 （　　）

A．汽车的加速度—时间图像可用图乙描述；B．汽车的速度—时间图像可用图甲描述

C．汽车的加速度—时间图像可用图丁描述；D．汽车的速度—时间图像可用图丙描述

例2、一汽车的额定功率P0＝6×104W，质量m＝5×103kg，在平直路面上行驶时阻力是车重的0.1倍。

若汽车从静止开始以加速度a＝0.5m/s2做匀加速直线运动，（g取10m/s2）求：

（1）汽车保持加速度不变的时间；

（2）汽车做匀加速运动时，其实际功率随时间变化的关系式；

（3）此后汽车运动所能达到的最大速度。

解答本题时应注意以下三点：

（1）汽车匀加速运动过程中牵引力不变。

（2）匀加速直线运动的末时刻汽车的功率为P0。

（3）匀加速运动的最大速度与汽车运动后所能达到的最大速度的区别。

解析：

（1）对________，在其匀加速时，（画出其受力和运动分析图，并列式）

注意：

匀加速直线运动的末时刻汽车的功率达到了额定功率P0，此时的牵引力F大小仍等于之前的牵引力大小；则匀加速的最大速度vm，有P0=________。

（2）（实际功率p=Fv，找出F或v中与时间t有关的关系式，代入）

（3）汽车达到最大速度时，（画出其受力和运动分析图，并分析其特点）

当堂训练：

1．设匀速行驶的汽车，发动机功率保持不变，则（　　）

A．路面越粗糙，汽车行驶得越慢

B．路面越粗糙，汽车行驶得越快

C．在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得快

D．在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得慢

2．放在地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间图像和拉力的功率与时间图像如图所示，则物体的质量为（取g＝10m/s2）（　　）

A.kg B.kg

C.kg D.kg

3.如图是一汽车在平直路面上启动的速度—时间图像，从t1时刻起汽车的功率保持不变，由图像可知（　　）

A．0～t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变

B．0～t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大

C．t1～t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小

D．t1～t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变

4．质量为3×106kg的列车，在恒定的额定功率下，沿平直的轨道由静止出发，在运动过程中受到的阻力恒定，经1×103s后达到最大行驶速度72km/h。

此时司机关闭发动机，列车继续滑行4km停下来。

求：

（1）关闭发动机后列车加速度的大小；

（2）列车在行驶过程中所受阻力的大小；

（3）列车的额定功率；

（选做4）列车在加速过程中通过的距离。

选做5.（2012·徐州模拟）一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数图像如图所示。

若已知汽车的质量，则根据图像所给的信息，不能求出的物理量是（　　）

A．汽车的功率

B．汽车行驶的最大速度

C．汽车所受到的阻力

D．汽车运动到最大速度所需的时间