高中物理机车启动专题练习.docx

1、高中物理机车启动专题练习机车启动专题练习学校: 姓名： 班级： 考号： 一.单选题1.一质量为m的电动汽车在平直公路上以恒定的功率加速行驶，当速度人小为v时, 其加速度人小为a,设汽车所受的阻力恒为f.以下说法正确的是A.汽车的功率为RB.当汽车的速度增加到2v时，加速度为巴2d.当汽车的速度为时v,行驶的距离为2L2a2.一质量为M的汽车，额定功率为Pm，汽车运动过程中所受阻力恒为/，汽车所能达 到的最人速度为怙。现在汽车从静止开始以恒定加速度4运动，经h时间达到匀加速的 最人速度力后立即以某一恒定功率巴（PlPm）运动，下列关于汽车运动速度一时间图3一辆质量为加的汽车由静止开始从倾角为30

2、。的斜坡底端开始向上爬坡，汽车所受摩擦力为经过时间f汽车刚好达到了最人速度,则A.若汽车以恒定功率上坡时牵引力不变B.汽车运动的额定功率为介mC.若汽车以恒定加速度启动上坡，则丄时汽车的速度为空2 2D若汽车以恒定功率上坡，贝I时间内汽车运动的位移为怙一一 mg+ 2/4.当前我国“高铁”事业发展迅猛.假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下， 在水平轨道上由静止开始启动，其v-t图彖如图所示，已知在0匕时间内为过原点的 倾斜直线，匕时刻达到额定功率P,此后保持功率P不变，在h时刻达到最大速度V3, 以后匀速运动.卞列判断正确的是（）0 1C2 C.1 IA.从0至b时间内，列车一直匀加速

3、直线运动B.E时刻的加速度人于心时刻的加速度C.在D时刻以后，机车的牵引力为零PD.该列车所受的恒定阻力人小为一5.质量为加的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度一时间图像如图所示，其中 04段为直线，AB段为曲线，B点后为平行于横轴的直线。已知从门时刻开始汽车的功 率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为耳，卞列说法正确的是（） to:Ogg tA.OF时间内，汽车的牵引力为加扌 I时间内，汽车的功率等于曲时间内，汽车的平均速率小于宁汽车运动的最人速率等于二多选题6.质量为加的汽车在平直路面上以恒定加速度启动，启动过程的速度随时间变化图彖 如图所示，从人时刻起汽车的功率恒为Po,整

4、个运动过程中汽车所受阻力/不变，下列 说法正确的是（ ）A.0门时间内，汽车的加速度不变B.0“时间内，汽车的牵引力功率不变C.从时刻起汽车的功率Po=iD.从时刻起汽车的功率7.某型号汽车行驶过程中，/=0时，功率为P,速度为卩，加速度人小为“，并开始做匀加速直线运动，Eo时，它的功率达到2P,在tot4x100如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，经过时间戶5s汽车发动机 输出的功率达到额定功率，假设运动过程中阻力不变，求：(1)汽车在平直公路上行驶的最大速度Vxnax：(2)汽车做匀加速直线运动的加速度flo13.“道路T万条，安全第一条，行车不规范，亲人两行泪.”这句话告诉人家安全驾驶

5、的重要性.质量为/7/ = 5xlO3kg的汽车在水平公路上行驶时，阻力是车重的0.1倍.让 车保持额定功率为60kW,从静止开始行驶.取g = 10111/s2:(1)若以额定功率启动，求汽车达到的最大速度及汽车车速叫= 2m/s时的加速度；(2)若汽车以冬=6ni/s的速度匀速行驶，求汽车的实际功率.14.质量为2t的汽车在平直公路上从静止开始先做匀加速运动，5s末达额定功率后保 持功率不变，其卩7如图所示.求：16一辆汽车以恒定加速度由静止开始沿水平路面上做直线运动，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数丄的关系如图所示小为行驶过程的最大速度。已知汽车质量为lxlO3kg,V最人功率为2xlO

6、4W,运动中汽车所受阻力恒定。求：耳和”2的人小；(2)汽车匀加速运动的时河；(3)汽车速度为10m/s时的加速度。17.某电动汽车在平直公路上从静止开始加速，测得发动机功率P随时间变化的图象和 其速度随时间变化的图象分别如图甲、乙所示，已知汽车在50s末的速度人小为叫= 25m/s,在110s后速度稳定，若电动汽车所受阻力大小恒定，求：(1)电动汽车的质量加；(2)0110s内该电动汽车通过的距离。甲 乙参考答案1.C【解析】A项：汽车做加速运动，由牛顿第二定律有：F-f = ma ,所以F = f + ma,所以汽车的功率为P = Fv = (f + ma)v ,故A错误；B项：当汽车的速

7、度增加到2v时，此时的牵引力为F = = ,由2v 2v 2牛顿第二定律有：F-f = ma即(/+* =叫 解得：口严竺二故总错误；2 2wP ( f + mcic项：当汽车的牵引力与阻力相等时，汽车速度最大，即V, = - f =(l+y,故C正确；D项：由于以恒定的功率行驶，即做加速度减小的加速运动，行驶的距离不能用2ax = v2即X=，故D错误.2a点晴：对于恒定功率运动的过程，是一个变加速运动的过程，故不能用匀变速直线运动的规律求解位移，对于机车启动问题主要抓主F-f = ma和戶=刊这两个公式即可求解.2.D【解析】【分析】【详解】由题意额定功率为Pm，汽车运动过程中所受阻力恒为

8、f，汽车所能达到的最人速度为恼，可得汽车从静止开始以恒定加速度。运动，根据牛顿第二定律有F - f = ma当达到匀加速的最人速度力时，功率达到额定功率，即联立可得伫=（/+阳）叫A.若汽车的功率减小为则刚好满足汽车匀速的F = f ,则汽车能保持速度内做匀速直线运动，故A正确，不符题意；B.若汽车的功率减小为则牵引力大于阻力，能继续加速，速度增人，由= mav可知牵引力减小，加速度减小，当牵引力等于阻力时，速度做匀速直线运动，因Pl Pm，则岭10m/s,所以汽车速度为15m/s时，功率己达到额定功率，故E错误;C、 由B分析各匀加速运动加速度人小为2m/s),故C错误；D、 由B分析知，D

9、正确。10.ABD【解析】【分析】【详解】ABC.汽车匀加速启动，度则在匀加速阶段，牵引力恒定，由图可知，在匀加速运动阶段加速。=手 m/ s2 =3 m/ s2根据牛顿第二定律F -Ff=ma7=0.2wg=0.2x3xl03 x10N=6x103N代入数据解得F = F+ma = 1.5xlO4N在4s末，汽车达到额定功率，根据P = Fv.代入数据，汽车的额定功率为P = Fv = 180kW当达到额定功率后，汽车保持额定功率不变，速度继续增加，但牵引力减小，当牵引力减小 到等于阻力时，汽车达到最人速度，有F = F解得P 1.8x10 . _ .v=7=7m/s=30m/sA正确，B正

10、确，C错误；D.汽车在前4s内的位移是x = at则牵引力做的功为W = Fx,联立解得 2IV = 3.6x105JD正确。故选ABDo11.AC【解析】【分析】【详解】A.在0儿时间内做匀加速运动，加速度。恒定Av v. a =故A正确：B.在九时刻汽车牵引力F、= ma+f而在乙时刻达到最人速度此时牵引力等于阻力F = f故两个时刻的牵引力不相等，故B错误：C.h时刻汽车的功率为/ P = = m + f、人在h时刻的功率为P = F,v2 = j根据功率相等町以求出f _ 嘶(岭-汕】故C正确：D.根据动能定理可知f广乙时间内故D错误。故选AC。【点睛】本题考查的是汽车的启动方式，对于

11、汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动,对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉。12.(l)20nVs； (2)2 nVs2【解析】【分析】【详解】(1)当牵引力与阻力相等时，速度最人，则有解得4000(2)根据牛顿第二定律得P羅汽车做匀加速运动达到最人速度为必 此时功率为额定功率，满足 心十,匀加速直线运动的时间Z=5s,满足/=-,代入数据联立解得 afl=2nVs213.(1) vm = 12ni/s , = 5in/s2 (2) 3x104W【解析】【分析】【详解】当汽车达到最大速度时，F = f = 0.1加g = 5x103N汽车达到的最大速度v = -5: = 60

12、x10 ni/s = 12ni/sm F 5xl03当汽车车速= 2nVs时，牵引力F =-=6Q1Q N = 3x104N 2由牛顿第二定律得仟一/ =加,解得q = D. = 5m/s2 m(2)汽车匀速行驶，f = / = 5xl03N汽车的实际功率P = Fv2 = 5x103x 6W = 3xlO4W14.(l)P=15kW,戶1000N(2)025(3)550m【解析】【分析】【详解】(1)汽车先做匀加速直线运动，据牛顿第二定律有：Ff=ma且cr=lm/s2在5s末达额定功率有：P=Fvi保持功率不变，在5s末有：P*由得：p PF = = 一V1 V2联立各式解得：P=15kW

13、, /=1000N(2)速度 lOnvs 时有：P=FV据牛顿第二定律有：Ff-f=jnar得：d=025m/s(3)汽车在变加速运动阶段，据动能定理有:5=50s得：x2=550m15(1) 32nVs； (2) 17.8s； (3) 22.5kw； (4) O.75nVs2.【解析】【分析】【详解】 (1)汽车达到最人速度时，匀速运动，牵引力由P=Fv,得(2)由牛顿第二定律有：Fi - f=ma由匀变速运动规律有:vat.由P=Fw可得匀加速过程所用的时间：r = 2k 17.8sa(3)当片=5m/s时，刃臥，故汽车仍做匀加速运动.所求P】=Fm=225x1()4W=225 kW(4)

14、当W=20m/s时，由于皿，故汽车不做匀加速运动了，但功率仍为额定功率，由P=FJW 有:PF/= =4.0xl03N又由F戸賦,可得fl-0.75 m/s216.(l)667m/s； 20m/s； (2)3.33s； (3)lnVs2【解析】【分析】【详解】(1)由题意可知，汽车速度为儿时汽车输出功率达最人值，则由图像知此时汽车牵引力坊= 3xlON解得v.=ni/s q 6.67ni/s1 3当汽车的最大速度为冬时，牵引力尺等于阻力，有图像可知F2 =心=1x103N解得匕=20nVs(2)设汽车做匀加速直线运动时的加速度为G,由牛顿第二定律故匀加速运动过程所用时间解得,10 2 22 t

15、 = s a 3.33s3(3)当汽车的速度为10m/s时输出功率己达最人值，由牛顿第二定律打-心=marP =解得a = lni/s217.(1)加=1200kg； (2) 2.44xl03m【解析】【分析】【详解】(1)由图象可知汽车匀速运动时功率伫= 40kW,最大速度vm = 40ni/s ,则汽车所受的阻力/ = l = 1.0x103N汽车在50s末根据牛顿第二定律有F- f = ma其中F P”/= 亠兰竺=05碗g 50s联立并带入数据得汽车的质量为Ff 1.6xl03-1000, 19nn.m = = kg = 1200kga 0.5（2）在050s内的位移x.=丄岔=丄 x 0.5 x502 m= 625m1 2 1 2在50s110s内物体发动机功率不变，根据动能定理有PJ厂心尹;厂亍叫带入数据解得x2 = 1815m0110s内该电动汽车通过的距离x = xk + x2 = 625m+1815m= 2.44xl03m