高中物理专题训练含答案-27--机车启动问题

27 机车启动问题

【核心要点提示】 两种启动方式的过程分析：

v ↑⇒F ＝P 不变

v ↓⇒a ＝

F －F 阻

m

↓ 【训练】

(2016·安徽省八校高三联考)一辆汽车在平直公路上行驶时，受到的阻力为其重力的n 倍，当其速度为v 、加速度为a 时，发动机的实际功率为P ，重力加速度为g ，则该汽车的质量为( ) A.P （a ＋ng ）v B.（a ＋ng ）v P

C.P

（ng －a ）v

v

D.（ng －a ）v P

【解析】根据牛顿第二定律得F －f ＝ma ，解得F ＝f ＋ma ，则发动机的实际功率P ＝Fv ＝(ma ＋f )v ，由于f ＝nmg ，即P ＝(ma ＋nmg )v ，解得m ＝P （a ＋ng ）v 。A 项正确。

【答案】C

(2016·福建省福州市高三联考)质量为m 的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，从t 1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f ，则( )

A ．0～t 1时间内，汽车的牵引力等于m v 1

t 1

B ．t 1～t 2时间内，汽车的功率等于⎝⎛⎭

⎫m v 1

t 1

＋F f v 1 C ．汽车运动过程中最大速度等于⎝⎛⎭

⎫mv 1

F f t 2

＋1v 1 D ．t 1～t 2时间内，汽车的平均速度小于v 1＋v 2

2

【解析】0～t 1时间内，汽车匀加速运动时的加速度为a ＝v 1t 1，牵引力F ＝F f ＋ma ＝F f ＋m v 1

t 1，

故A 错误；t 1～t 2时间内，汽车的功率P ＝(F f ＋m v 1

t 1)v 1，故B 正确；汽车的最大功率为P ＝

Fv 1，达到最大速度时有P ＝F f v 2，联立可得最大速度v m ＝v 2＝(mv 1

F f t 1＋1)v 1，故C 错误；t 1～t 2

时间内，汽车做变加速运动，该过程图线与时间轴围成的面积大于匀变速过程的面积，即变加速的位移大于匀加速的位移，所以汽车的平均速度大于v 1＋v 2

2，故D 错误。

【答案】B

(2015·江苏省扬州市高三联考)有一辆质量为170 kg 、输出功率为1 440 W 的太阳能试验汽车，安装有约6 m 2的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为30 W/m 2。若驾驶员的质量为70 kg ，汽车最大行驶速度为90 km/h 。假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽车( ) A ．以最大速度行驶时牵引力大小为57.6 N B ．起动时的加速度大小为0.24 m/s 2

C ．保持最大速度行驶1 h 至少需要有效光照8 h

D ．直接用太阳能电池板提供的功率可获得3.13 m/s 的最大行驶速度

【解析】根据P 额＝Fv max ，得F ＝P 额v max ＝1 44025 N ＝57.6 N ，故A 正确；以额定功率启动时有

F －f ＝ma ，而刚启动时v ＝0，则f ＝0，故刚启动时加速度很大，B 错误；由公式W ＝Pt ，由能量守恒得1 440 W×1 h ＝30×6 W×t ，得t ＝8 h ，即保持最大速度行驶1 h 至少需要有效光照8 h ，故C 正确；由题意：汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，设f ＝kv ，则结合前面分析有57.6＝k ×25，得k ＝2.304，当直接用太阳能电池板提供的功率行驶达最大速度时：

牵引力＝阻力，即180

v ＝kv ，得v ＝8.895 m/s ，故D 错误。

【答案】AC

【福建省养正中学、惠安一中、安溪一中2017届高三上学期期中联考】一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5s 内做匀加速直线运动,5s 末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其v —t 图象如图所示.已知汽车的质量为m=2×103Kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍, 取重力加速度g=10m/s 2,则以下说法正确的是( )

A.汽车在前5s 内的牵引力为6×103

N B. 0～t 0时间内汽车牵引力做功为

2

2

1m mv C.汽车的额定功率为50kw D.汽车的最大速度为s m /30 【答案】AD

【解析】汽车受到的阻力f=0.1×2×103×10=2×103N ；前5s 内，由图a=2m/s 2，由牛顿第二定律：F-f=ma ，求得：F=f+ma=(0.1×2×103×10+2×103×2)N=6×103N 故A 正确；0～t 0时间内，根据动能定理2f 12F m W W mv -=

，故牵引力做功大于2

2

1m

mv ，选项B 错误；t=5s 末功率达到额定功率，P=Fv=6×103×10W=6×104W=60kw ； 故C 错误；当牵引力等于阻力时，汽车达

最大速度，则最大速度4

3

61030/210m P v m s f ⨯==

=⨯，故D 正确，故选AD. 【哈三中2016—2017学年度上学期高三学年期中考试】汽车的额定功率为90kW ，当汽车受到水平路面的阻力为f 时，汽车行驶的最大速度为v 。则( ) A ．如果汽车受到水平路面的阻力变为2f ，汽车行驶的最大速度为v/2 B ．如果汽车受到水平路面的阻力变为f/2，汽车行驶的最大速度为v/2

C ．如果汽车的额定功率变为45kW ，汽车受到的阻力变为f/2，则汽车行驶的最大速度为v/2

D ．如果汽车做匀速直线运动，汽车发动机的输出功率一定是90kW 【答案】A

【2017·长春外国语学校高三上学期期末考试】质量为1×103 kg 、发动机额定功率为60 kW 的汽车在平直公路上行驶，若汽车所受阻力大小恒为2×103 N ，下列判断正确的是( ) A ．汽车行驶能达到的最大速度是40 m/s

B ．汽车从静止开始加速到20 m/s 的过程，发动机所做功为2×105 J

C ．汽车保持额定功率启动，当速度大小为20 m/s 时，其加速度大小为6 m/s 2