教科版物理2第四章第2节功率2机车以恒定的功率启动动力学分析(练习)

教科版物理2第四章第2节功率2机车以恒定

的功率启动动力学分析（练习）

1. 某同学的质量为50kg ，所骑自行车的质量为15 kg ，设该同学在平直路面上正常骑行时脚踏自行车的功率为40W 。假设人与车受到的阻力是其重力的0.02倍，那么正常骑行自行车时的速度大小约为〔 〕

A. 3m/s

B. 4m/s

C. 13m/s

D. 30m/s

2. 汽车发动机的额定功率为80kW ，它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为20m/s ，那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是〔 〕

A. 8000N

B. 4000N

C. 2500N

D. 1600N

3. 质量为m 的汽车，额定功率为P ，与水平地面间的摩擦因数为μ，以额定功率匀速前进一段时间后驶过一圆弧形半径为R 的凹桥，汽车在凹桥最低点的速度与匀速行驶时相同，那么汽车对桥面的压力N 的大小为〔 〕

A. N=mg

B. 2()m P N R mg μ=

C. 21[()]P N m g R mg μ=+

D. 21[()]P N m g R mg μ=- 4. 汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，那么关于汽车运动过程中加速度随时间变化的关系，以下图象中最合理的是〔 〕

5. 质量为2吨的汽车，发动机牵引力的功率为30千瓦，汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为15m ／s 。保持发动机的功率不变，假设汽车所受阻力恒定，那么汽车的速度为10m ／s 时的加速度为〔 〕

A. 1m/s2 B . 0.5m/s2 C. 2m/s2 D. 2.5m/s2

6. 在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102 kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15 m/s ，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F 与对应的速度v ，并描绘出F －1v

图象〔图中AB 、BO 均为直线〕，假设电动车在行驶中所受的阻力恒定，求此过程中：

〔1〕电动车的额定功率；

〔2〕电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2 m/s ？

1. A 解析：设正常骑行自行车时阻力为f 、牵引力为F ,速度为v ，有0.0213.5f mg N ==，F f =，由P Fv =，代入数值有 403/13.5P v m s F =

=≈，故A 正确。

2. B 解析：物体做匀速直线运动，可知F f =，根据公式P Fv =可计算出3410F N =⨯。

3. C 解析：机车以恒定功率启动行驶，满足P Fv mgv μ==，所以

P v mg μ=，在凹形桥最低点时，根据牛顿第二定律得，2v F mg m R -=，那么汽车对桥面的压力等于支持力，21()N P F F m g R mg μ⎡⎤==+⎢⎥⎣⎦，故C 正确，A 、B 、D 错误，应选C 。

4. B 解析：汽车以恒定功率启动，那么开始时加速度较大，速度增大；那么由P Fv =可知，牵引力减小，那么加速度减小；当牵引力等于阻力时，物体的加速度为零；此后做匀速直线运动，B 正确。

5. B 解析：汽车在水平路面上达到最大速度时，牵引力与阻力二力平衡，即有：F f =，由m P Fv =，得：m P fv =，解得：m

P f v =

，当汽车的速度为10m/s 时，牵引力为：P F v '=，根据牛顿第二定律得：4423

310310

10150.5/210m P P v v F f a m s m m ⨯⨯--'-====⨯，B 正确。 6. 解：〔1〕分析图线可知：电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后，做牵引力〔加速度〕逐渐减小的变加速直线运动，最终达到最大速度，

当最大速度15/max v m s =时，牵引力为min 400F N =，

故恒定阻力 400min f F N ==，额定功率

6min max P F v kW ==，所以电动车的额定功率6kW ；

〔2〕匀加速运动的末速度 P v F ＝，代入数据解得 3/v m s =，匀加

速运动的加速度 F f a m -＝，代入数据解得 2 2/a m s =，电动车在速度达到3m/s 之前，一直做匀加速直线运动故所求时间为 v t a

'＝，将2/v m s '=代入上式解得 1t s =，所以电动车由静止达到2m/s 经过的时间为1s 。