专题四：机车启动

机车的启动

一、学习目标

1、理解机车功率的公式，及各物理量的意义

2、能够对两种启动下的的图象及运动过程的分析

4、会用相关的关系解决机车问题

二、重点

1、会用速度图象表示两种启动过程

2、能够解决相关问题

三、难点

应用相关公式解决问题

四、教学过程

1．两种启动方式的比较

2、典型题例

例. 一列火车总质量m＝500 t，机车发动机的额定功率P＝6×105 W，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力F f是车重的0.01倍，求：

(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度；

(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度为v1＝1 m/s和v2＝10 m/s时，列车的瞬时加速度a1、a2各是多少；

(3)在水平轨道上以36 km/h速度匀速行驶时，发动机的实际功率P′；

(4)若火车从静止开始，保持0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间．

【答案】(1)12 m/s(2)1.1 m/s20.02 m/s2(3)5×105 W(4)4 s

变式一

1.如图3所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m＝5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m＝1.02 m/s的匀速运动。取g ＝10 m/s2，不计额外功。求：

图3

(1)起重机允许输出的最大功率；

(2)重物做匀加速运动所经历的时间；

(3)起重机在第2秒末的输出功率。

答案：(1)5.1×104 W(2)5 s(3)2.04×104 W

变式二

2.汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 t，当它行驶在坡度为α(sin α＝0.02)的

长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，求：

(1)汽车所能达到的最大速度v m；

(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？

(3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少．

12.5m/s 13.9s 150000 J

练习．1.质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/3时，汽车的瞬时加速度的大小为()

A.P

m v B.2P

m v

C.3P

m v D.4P

m v

答案：B

2．(2015·海南单科，3)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的( )

A ．4倍

B ．2倍 C.3倍 D.2倍

D

3.(2014·广西五校模拟)水平面上静止放置一质量为m ＝0.2 kg 的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动，2秒末达到额定功率，其v －t 图线如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.1，g ＝10 m/s2，电动机与物块间的距离足够远．求：

(1)物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小；

(2)电动机的额定功率；

(3)物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度．

[解析](1)由题图知物块在匀加速阶段加速度大小

a ＝Δv Δt

＝0.4 m/s2 物块受到的摩擦力大小Ff ＝μmg

设牵引力大小为F ，则有：F －Ff ＝ma

得F ＝0.28 N.

(2)当v ＝0.8 m/s 时，电动机达到额定功率，则

P ＝Fv ＝0.224 W.

(3)物块达到最大速度vm 时，此时物块所受的牵引力大小等于摩擦力大小，有

F1＝μmg

P ＝F1vm

解得vm ＝1.12 m/s.

[答案](1)0.28 N (2)0.224 W (3)1.12 m/s

高中物理难点机车启动问题

高中物理难点——机车启动问题 难点分析： a 、F 、p 、v 四个物理量间相互联系、相互制约. 机车起动分两类：（1）以恒定功率起动；（2）以恒定牵引力起动. （1） 以恒定功率起动——P=Fv ，所以加速度一定是变化的。 ? 速度不断增加，F 减小，所以加速度逐渐减小 ? 阻力存在，牵引力F 减小到与阻力相等时，不能再减小，合力为零，匀速运动 ? 汽车达到最大速度时a =0，F =f ,P =Fv m =fv m . （2）以恒定牵引力起动（或以恒定加速度启动），P=Fv <额定功率P m ? 匀加速 ? 当功率增大到额定功率P m 后，变加速（a ↓） ? 速度增大到一定程度后，? （a =0）匀速. 例1.汽车以恒定功率P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v ，则下列判断正确的是 A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动 C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动 解析： 汽车以恒定功率P 由静止出发，根据功率与速度关系式P=Fv ，F 为牵引力 ? 当功率P 一定时，速度v 越大，牵引力F 越小， ? 刚开始速度很小，牵引力F 很大，牵引力F 大于阻力，合力向前，加速度向前，物体做加速运动 ? 随着速度的增加，牵引力F 不断变小，合力也变小，加速度也变小 ? 当牵引力F 减小到等于阻力时，加速度减为零，速度达到最大，之后物体做匀速直线运动 故选C ． 例2.汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的倍，当速度为4 m/s 时，加速度为0.4 m/s 2.若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是________m/s. （g 取10 m/s 2） 解析： ? 设汽车质量为m ，阻力f= ? 速度为v=4 m/s 时，加速度为a=0.4 m/s 2，F-f=ma ，因此F=f+ma=+ma ? 此时功率P=Fv=+ma)v ? 汽车速度最大时，此时牵引力F 最小，a=0，合力为零，m g 01.0f F min == 例3. 汽车发动机额定功率为60 kW ，汽车质量为×103 kg ，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的倍，g 取10 m/s 2，试求： （1）汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？ （2）若汽车从静止开始，以0.5 m/s 2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？ （3）若汽车以额定功率起动，则汽车车速为v=2m/s 时其加速度多大？ 解析：（1） ? 额定功率，P=Fv ，（注意F 是牵引力，不是合力！） ? 车质量为m ，车重为mg ，阻力f= ? 速度最大时，加速度a=0，牵引力m g 1.0f F min == ? 此时功率依然为额定功率，故max min v F P =

高中物理-专题练习-高中物理机车启动问题分析

难点1 机车起动问题分析 理综测试注重以现实问题立意，突出能力考查.因而以机车起动为情景的高考命题屡次出现于近几年高考试卷中，该类问题中对于a 、F 、p 、v 四个物理量间相互联系、相互制约关系的分析是考生的难点所在. ●难点 1.（★★★）汽车以恒定功率P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v ，则下列判断正确的是 A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动 C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动 2.（★★★★）汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的0.01倍，当速度为4 m/s 时，加速度为0.4 m/s 2.若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是________m/s. （g 取10 m/s 2） ●案例探究 ［例1］（★★★★）汽车发动机额定功率为60 kW ，汽车质量为5.0×103 kg ，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0.1倍，试求： （1）汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？ （2）若汽车从静止开始，以0.5 m/s 2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？ 命题意图：考查对汽车起动的两类问题及过程的分析能力.B 级要求. 错解分析：（1）对v 、F 、a 、p 间相互制约关系分析不透，挖掘不到临界条件和临界状态，（2）在第（2）问中认为功率刚达到最大（即额定功率）时，速度亦达到了最大. 解题方法与技巧：（1）汽车以恒定功率起动时，它的牵引力F 将随速度v 的变化而变化，其加速度a 也随之变化，具体变化过程可采用如下示意图表示： 由此可得汽车速度达到最大时，a =0， kmg P v v F P kmg f F m m =?????====12 m/s （2）要维持汽车加速度不变，就要维持其牵引力不变，汽车功率将随v 增大而增大，当P 达到额定功率P 额后，不能再增加，即汽车就不可能再保持匀加速运动了.具体变化过程 匀速运动保持达到最大时即时当m m v v v f F a m f F a v P F v ?==↓?-=↓?=↑?0

机车启动问题专题练习之一(精品有答案)

机车启动专题练习之一 1．汽车以恒定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是 A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动 C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动 2．汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的0.01倍，当速度为4 m/s时，加速度为0.4 m/s2.若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是________m/s. （g取10 m/s2）3.飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率n v匀速飞行时，发动机的功率为 A.np B.2np C.n2p D.n3p 4.额定功率为80 kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s.已知汽车的质量为2×103 kg，若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为 2 m/s2.假定汽车在整个运动过程中阻力不变.求：（1）汽车受到的阻力F f；（2）汽车在3 s末的瞬时功率； 5.质量为m=4×103 kg的汽车发动机的额定功率P0=40×103 W，汽车从静止开始，以a=0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，所受阻力恒为F f=2×103N，求：1）汽车匀加速运动所用的时间t；（2）汽车可达的最大速度v m；（3）汽车速度为2v m/3时的加速度

a′ 6.汽车质量为5 t，其发动机额定功率为3 7.5 kW，汽车在水平道路上从静止开始起动，开始一段时间内，以加速度1.0 m/s2做匀加速运动，最后匀速运动的速度为15 m/s.求： （1）汽车做匀加速运动的时间.（2）汽车匀速运动后关闭发动机，还能滑多远？ 7．—辆汽车在平直的公路上以速度v开始加速行驶，经过一段时间t，前进了距离S，此时恰好达到其最大速度v m．设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作，汽车所受的阻力恒为F，则在这段时间里，发动机所做的功为多少？ 8．火车在运行中保持额定功率2500kW，火车的总质量是1000t，所受阻力恒定为l.56×105N求： (1)火车的加速度是lm/s2时，速度是多大2 (2)火车的速度是l2m/s时，加速度是多少? (3)火车的最大速度是多少? 9．一辆汽车质量为4 x 104Kg，以恒定的功率从静止开始启动，经20s到达最大行驶速度l5m/s，设汽车所受阻力为车重0．05倍，．求： (1)汽车牵引力功率；(2)汽车从静止到开始匀速运动时所通过的路程． 10．汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=lOm/s2．(1)汽车保持额定功率不变从静止起动后，

高三专题复习机车启动问题

高三专题复习：机车启动问题 机车启动的两种方式： 1、以恒定功率启动 2、 以恒定加速度启动 例1、机车以下列两种方式起动，且沿直线运动（设阻力不变）， 方式①：机车以不变的额定功率起动； 方式②：机车的起动功率先随速度均匀增加，后保持功率不变，在图9-7给出的四个图像中，能够正确反映机车的速度v 随时间变化的是（ ） A ．甲对应方式①，乙对应方式② B ．乙对应方式①，丙对应方式② C ．甲对应方式①，丙对应方式② D ．丙对应方式①，丁对应方式② 练习1 汽车发动机的额定功率为P 1，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力f 大小 恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，直到车速达到最大速度υ.汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示.则（ ） A.开始汽车做匀加速运动，t 1时刻速度达到υ，然后做匀速运动 B.开始汽车做匀加速运动，t 1时刻后做加速度逐渐减小的加速运动，速度达 到υ后做匀速运动 C.开始时汽车牵引力逐渐增大，t 1时刻牵引力与阻力平衡 D.开始时汽车牵引力恒定，t 1时刻牵引力即与阻力平 例2、一新车型赛车沿倾角为θ＝370的专用长斜坡测试道进行测试，该车总质量为m ＝1t ，由静止开始沿长斜坡向上运动，传感设备记录其运动的速度-时间图象（v -t 图象）如图．该车运动中受到的摩擦阻力（含空气阻力）恒定，且摩擦阻力跟对路面压力的比值为μ＝0.25．0~5s 的v -t 图线为直线，5s 末起达到该车发动机的额定牵引功率并保持该功率行驶，在5s~20s 之间，v -t 图线先是一段曲线，后为直线．取g =10m/s 2， 8.037cos 6.037sin 00==，．求: （1）该车发动机牵引力的额定功率； （2）车的最大速度v m ； （3）该车出发后前20s 的位移． 1 P

专题课：机车启动问题(附答案)

专题课：机车启动问题 1．(多选)一辆汽车以恒定的输出功率以某一初速度冲上一斜坡，在上坡过程中，它的运动情况可能是() A．先加速，后匀速 B．先加速，后减速 C．一直加速且加速度越来越小 D．一直减速且加速度越来越大 2．以恒定功率从静止开始运动的汽车，经时间t1后速度达到最大值v m，在此过程中汽车通过的位移为x，则() A．x>v m t1 2 B．x＝v m t1 2 C．x

图LZ3-1 图LZ3-2 5．(多选)一辆轿车在平直公路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过时间t0，其速度由零增大到最大值v m.若轿车所受的阻力f为恒力，关于轿车的速度v、牵引力F、功率P随时间t变化的情况，图LZ3-3中正确的是()

图LZ3-3 6．(多选)火车从车站开出做匀加速运动，若阻力与速度成正比，则() A．火车发动机的功率一定越来越大，牵引力越来越大 B．火车发动机的功率恒定不变，牵引力越来越小 C．当火车达到某一速率时，若要保持此速率做匀速运动，则发动机的功率这时应减小 D．当火车达到某一速率时，若要保持此速率做匀速运动，则发动机的功率一定跟此时速率的二次方成正比 7．质量为m、发动机的额定功率为P0的汽车沿平直公路行驶，当它的加速度为a时，速度为v，测得发动机的实际功率为P1.假设运动中所受阻力恒定，则它在平直公路上匀速行驶的最大速度是() A．v 8．图LZ3-4为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a ＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做速度为v m＝1.02 m/s的匀速运动．g取10 m/s2，不计额外功．求：

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：

巧解机车启动问题

巧解机车启动问题 发表时间：2012-03-08T10:36:35.013Z 来源：《素教教师》2011年17期供稿作者：贺大颖[导读] 机车启动问题中有两种启动模式，即机车以恒定功率（通常为额度功率P 额）和恒定加速度a 定启动。 贺大颖 摘要：本文从平直路面上的恒定功率和恒定加速度两种启动模式着手，到斜坡上的机车启动模式，较为全面、巧妙的阐述了功率习题中的机车启动过程的问题。 关键词：机车启动恒定功率恒定加速度斜坡启动在涉及功率知识的习题中有一类是讨论机车启动过程的问题。这是一个复杂的问题，尤其是启动过程中所受的阻力是变力时。为了简化问题，高中阶段常设机车所受阻力f 是恒力。机车启动问题中有两种启动模式，即机车以恒定功率（通常为额度功率P 额）和恒定加速度 a 定启动。“P=FV”和“F-f=ma”是分析与处理机车启动过程的两个重要的、基本的关系式，它反映了机车瞬时状态的各量间的关系。 一、机车在平直路面上启动 1、恒定功率启动模式 初速度为零的恒定功率启动过程，由“P=FV”和“F-f=ma”可知，因功率P 保持不变，速度增大，则机车的牵引力F 必然减小，也就不难看出机车的加速度a 因此而减小，所以该过程做加速度逐渐减小的加速运动。显然当牵引力F 减小到等于机车所受阻力f 时，即F=f，其加速度a=0，则机车的速度达到最大值Vm，Vm=P 额/F=P 额/f。 如下图所示，恒定功率启动过程的两个阶段，即从Vo=0 至Vm为加速度逐渐减小的加速运动；此后以速度Vm作匀速直线运动。 v-t 图象 上图是恒定功率启动过程的v-t 图线。由上图可以看出，从O 到t1时间段的v-t 图线的切线斜率逐渐减小，反映了机车的加速度逐渐减小；直到t1时刻，斜率减小为零，此刻机车的加速度为零，之后图线表示机车一直作匀速直线运动。 可见恒定功率启动的加速过程一定不是匀加速过程。这种加速过程发动机的牵引力F 为变力，发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs 计算。 2、恒定加速度启动模式 初速度为零的恒定加速度启动过程，同样根据“P=FV”和“F-f=ma”知，由于加速度a 定恒定，则牵引力F 不变。因此随着速度v 增大，其机车的瞬时功率P 也随之增大，当P 增大到额定功率P 额时，功率不能再增大，此刻的速度便是匀加速直线运动过程的最大速度V1m，其大小为V1m=P 额/F=P 额/(f+ma 定)。匀加速直线运动持续的时间t1=V1m/a 定=P 额/(f+ma 定)a 定。应注意V1m 是匀加速直线运动的末速度，此刻机车的功率刚好等于额定功率P 额，牵引力仍为F，F>f，且加速度仍为匀加速直线运动的加速度a 定，再由“P=FV”和“F-f=ma”两个基本关系式，容易分析出，在功率P 额不变的情况下，速度还会继续增大，牵引力F 将随之减小，所以此后的过程是加速度逐渐减小的加速运动过程，直到加速度a=0 时，机车的速度达到最终的最大速度Vm,Vm=P 额/F=P 额/f。 如下图所示，恒定加速度启动过程的三个阶段，即从Vo至V1m 为匀加速直线运动；V1m 至Vm 为加速度逐渐减小的加速运动；此后 以速度Vm作匀速直线运动。 v-t 图象 上图是恒定加速度启动过程的v-t 图线。由上图可以看出，从O 到t1时间段的v-t 图线为倾斜直线，表示机车做匀加速直线运动，且t1时刻达到匀加速运动过程的最大速度V1m；t1 至t2时间段曲线的切线斜率逐渐减小，表明此阶段做加速度逐渐减小的加速运动，直到t2时刻速度达到最大值Vm；此后即以速度Vm做匀速直线运动。

专题24 机车的启动和运行-2014年高考物理80考点最新模拟题分类解析

根据2013年新课标高考大纲所列考点，通过对近五年高考试题和全国百市模拟题的研究，归纳为80个常考考点。由全国著名特级教师、国家级骨干教师、教育教学专家、高考研究专家对2013年全国百余教育发达城市、全国百所名校的模拟题、联考题、质检题进行精选，编写了《高考80考点最新模拟题分类解析》。《高考80考点最新模拟题分类解析》所精选的试题题题新颖，考查角度独特，不但可以作为2014年高考一轮复习资料，也可以作为高一、高二同步学习资料。 1. （2013山东省名校质检）一辆质量为m 的汽车在发动机牵引力F 的作用下，沿 水平方向运动。在t 0时刻关闭发动机，其运动的v-t 图象如图所示。已知汽车行驶过程中所受的阻力是汽车重量的k 倍，则（ ） A.加速过程与减速过程的平均速度比为1∶2 B.加速过程与减速过程的位移大小之比为1∶2 C.汽车牵引力F 与所受阻力大小比为3∶1 D.汽车牵引力F 做的功为2 300t kmg 2．（2013广东省江门市模拟）汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动，所受阻力始 终不变，在此过程中，下列说法正确的是 A ．汽车发动机的输出功率逐渐增大 B ．汽车发动机的输出功率保持不变 C ．在任意两相等的位移内，汽车的动能变化相等

D．在任意两相等的位移内，汽车的速度变化相等 3．（2013上海市静安区二模）关于汽车在水平路面上运动，下列说法中正确的是： (A)汽车启动后以额定功率行驶，在速度达到最大以前，加速度是在不断增大的． (B)汽车启动后以额定功率行驶，在速度达到最大以前，牵引力应是不断减小的． (C)汽车以最大速度行驶后，若要减小速度，可减小牵引功率行驶． (D)汽车以最大速度行驶后，若再减小牵引力，速度一定减小． 4．（13分）（2013年4月湖北省黄冈市模拟）如图所示，光滑金属直杆穿过竖直固定的滑套，其底端置于光滑斜面体上，金属杆质量为m1，斜面体质量为m2，现给斜面体一水平推力使斜面体从静止开始向右作匀加速直线运动，经t时间斜面体水平移动s，该过程中斜面体未碰到滑套，金属杆匀加速上升h高度，重力加速度为g，求： （1）该过程中金属杆受到的合外力； （2）该过程中水平推力的平均功率。

机车启动问题教案

机车启动问题 [教材分析] 本节是功率这节的补充内容，难度较大，综合性较强，其中涉及到高一阶段除曲线运动外的几乎所有内容，如受力分析，牛顿第二定律，运动学公式及功率公式，是与高考接轨的一个考点。 [学情分析] 由于本节内容的难度较大，首要的一条就是学生对前面知识点的复习问题，对牛顿第二定律而言，F=ma中的F是指合力；怎样用v-t图去描述物体的运动等；第二，学生应自己动手推导从而得出结论，切忌死记结论；第三，这节最终的问题要落实在做题上，学生通过习题去了解过程并且掌握解题关键条件，从而对整个问题有一个系统的认识。 [教学目标] (i)知识目标 1．理解机车的两种启动过程及其特点。 2．学会用机车启动的关键条件解题。 (ii)能力目标 1．能够运用两种启动的特点解机车的启动问题。 2．学生会自己动手推导，讨论，分析机车问题。 3．培养学生逻辑思维能力。 (iii)情感目标 1．通过这节课的学习激发学生的学习兴趣。 2．让学生发现并体会物理学中的逻辑性。 3．通过自己的推理去感受物理学习中的乐趣。 [教学重点] 1．理解解决机车启动问题的两个核心公式。 2．理解机车两种启动方式中各段的运动性质。 [教学难点] 1．学会分析机车启动问题中的解题关键及突破点。 2．对两种启动方式的v-t图分析。 3．学会将牛顿第二定律及功率方程融入机车问题。 [教学方法] 利用多媒体引导分析教学 [教学过程] 设计思想：力求体现新课标倡导的“教师主导、学生主体”的思想。以学生的活动逐步推进教学。本设计还力求突出课堂的有效性，引导学生进行探究，参与问题讨论，让更多的学生能融入课堂，思维和能力都能得到发展。 [教学过程]

机车启动问题 (精编版)

机车启动的两种情况：以恒定的功率启动；以恒定的加速度a 启动（也就是以恒定牵引力启动）其解题关键在于逐步分析v 、a 、F 、p 间关系，并把握由起动到匀速的临界条件F =f ，即汽车达到最大速度的条件。 一、以恒定的功率启动（也适用于以额定功率启动） 由公式P=Fv 和F-f=ma （阻力f 为定值）知，由于P 恒定，随着v 的增大，F 必将减小，a 也必将减小，机车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f ，a=0，这时v 达到最大值 max P P v F f = = 可见恒定功率的加速运动一定不是匀加速运动。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt 计算，不能用W=Fs 计算（因为F 为变力）。 在此过程中，F 牵、v 、a 的变化情况： max max 0|| P F f v F a a F f v v v v m -↑?= ↓?= ↓?==?←→当时即时达到最大保持匀速运动 机车做变加速直线运动 所以综上所述汽车以恒定的功率启动，达到最大速度时a =0，F =f ,P =Fv max =fv max . 以恒定的功率启动（也适用于以额定功率启动）的v —t 图像 二、以恒定的加速度a 启动（也就是以恒定牵引力F 恒启动） 由公式P=Fv 和F-f=ma （阻力f 为定值）知，由于F 恒恒定，所以a 恒定，机车做匀加速运动，而随着v 的增大，功率也将不断增大，直到功率达到额定功率P 额，功率不能再增大了.这时匀加速运动结束，其匀加速运动能达到的最大速度为， max < F P P v f = 额额恒 此后机车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见当机车做恒定牵引力的加速运动时功率一定不恒定.这种加速过程发动机做的功只能用W=F ·s 计算，不能用W=P ·t 计算（因为P 为变功率）. 各个量（牵引功率、牵引力、加速度、速度）的变化情况如下： v max 0 v

机车启动专题带答案教学文案

机车启动专题带答案

精品文档 机车启动专题 1.机车以恒定功率加速启动（阻力是车重的k 倍） 过程分析：汽车以恒定功率起动时，它的牵引力F 将随速度v 的变化而变化，其加速度a 也随之变化，具体变化过程可采用示意图表示： 由此可得汽车速度达到最大时，a=0，kmg P v v F P kmg f F m m =?????=== p-t 图像如图a ，v-t 图像如图b 针对训练 1. 质量为2×103kg 的汽车发动机的额定功率为80kW ，若汽车在平直公路上行驶所受阻力大小恒为4×103N ，那么 A. 汽车在公路上以额定功率行驶的最大行驶速度为20m/s B. 汽车以额定功率起动，当汽车速度为5m/s 时，加速度为6m/s 2 C. 汽车以2m/s 2的加速度起动做匀加速运动，第2s 末发动机实际功率为32kW D. 汽车以2m/s 2的加速度起动做匀加速运动，匀加速运动所能维持的时间为5s 2. 质量为 m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v ，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小 A. P/mv B. 2P/mv C. 3P/mv D. 4P/mv 3.汽车以恒定功率P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v ，则下列判断正确的是 A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动 C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动 4.飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v 匀速飞行时，发动机的功率为P ，则当飞机以速率n v 匀速飞行时，发动机的功率为 A.np B.2np C.n 2p D.n 3p 5. 质量为2×103kg 的汽车，发动机输出功率为3×104W ，在水平公路上能达到的最大速度为15m/s ，当汽车的速度为10m/s 时，其加速度为_________m/s 2。 6. 一辆汽车正以36km/h 的速度在水平公路上匀速行驶，若汽车的输出功率为10kW ，汽车受到的牵引力为 ，若阻力不变，汽车的输出功率为25kW ，则该车在水平公路上匀速行驶的速度为 。 7. 质量为5.0×105kg 的机车，以恒定功率从静止出发，经5min 行驶2.25km ，速度达到最大值54km/h ，则机车的功率为 W 。 8.汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的0.01倍，当速度为4 m/s 时，加速度为0.4 m/s 2.若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是________m/s. （g 取10 m/s 2） 2.机车以恒定加速度加速启动（阻力是车重的k 倍） 过程分析：要维持汽车加速度不变，就要维持其牵引力不变，汽车功率将随v 增大而增大，当P 达到 额定功率P 额后，不能再增加，即汽车就不可能再保持匀加速运动了。具体变化过程可用示意图表示： 考查的物理量： ①匀加速的末速度v 0= ()p f ma +额 ②匀加速时间t 0= 0v a = ()p f ma a +额 匀速运动保持达到最大时即时当m m v v v f F a m f F a v P F v ?==↓?-=↓?=↑?0一定即定F m f F a -=增大而增大随即定v P v F p ↑↑=↓-↓=↓↑=m f F a v P F 额此后保持匀速运动达到最大时，当m v v a 0=额定定额已经不能变大，保持还要增大，但是所以时，当P P v m f F a P P 0≠-==

机车启动问题

1、功率及功率的计算 2、汽车的起动问题 细解知识点 1. 功率：物体所做的功与完成这些功所用时间的比值，叫功率。 ①功率是标量，但是它有正负之分。 ②功率是表示物体做功快慢的物理量。 平均功率公式为P＝W/t 瞬时功率公式：P＝Fvcosα 2. 关于汽车的起动问题 引例：汽车发动机的额定功率是60千瓦，汽车质量是5吨，当汽车在水平路 面上行驶时，设阻力是车重的1/10倍，若汽车从静止开始保持以1米/秒2的加速 度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ 解析：上面的题目属于“机车起动类问题”。机车的起动主要包括两种情况，一类是“匀加速起动”和“最大功率起动”。其中多数的题是“匀加速起动”，因为这一类题更能锻炼人的思维。下面对机车的这两种起动方式进行分析。 首先是“匀加速起动”过程的分析：匀加速起动过程实际包括两个过程：（如上图）“过程１”是真正的匀加速过程，在此过程中，速度由零开始不断增加，功率也由零开始逐渐增加；因为加速度是不变的，所以在此过程中牵引力也是不变的（因为加速度a 是由牵引力F和阻力f的合力除以质量m得到的）。此过程的结束就是第二个过程的开始，以“功率P达到最大，但速度没有达到最大”为标志。在“过程２”中因为还有加速度的存在，所以速度ｖ会不断增加，在功率P不变的情况下，根据P＝Fv，就可知道牵引力F 不断减小，加速度a也相应减小。第二过程结束的标志就是“机车的功率最大，速度也是最大”，到此为止，整个起动过程结束。再以后，机车将以匀速直线运动，功率不变。（注：这里之所以称为“机车”，是因为此类型的题完全可以是汽车、火车、轮船、摩托等动力机械的起动问题。） 第二类起动是“最大功率起动”。比如在赛车比赛时，一般都是最大功率起动问题。

机车启动专题带答案

精品文档 机车启动专题 1.机车以恒定功率加速启动（阻力是车重的k 倍） 过程分析：汽车以恒定功率起动时，它的牵引力F 将随速度v 的变化而变化，其加速度a 也随之变化，具体变化过程可采用示意图表示： 由此可得汽车速度达到最大时，a=0，kmg P v v F P kmg f F m m =?????=== p-t 图像如图a ，v-t 图像如图b 针对训练 1. 质量为2×103kg 的汽车发动机的额定功率为80kW ，若汽车在平直公路上行驶所受阻力大小恒为4×103N ，那么 A. 汽车在公路上以额定功率行驶的最大行驶速度为20m/s B. 汽车以额定功率起动，当汽车速度为5m/s 时，加速度为6m/s 2 C. 汽车以2m/s 2的加速度起动做匀加速运动，第2s 末发动机实际功率为32kW D. 汽车以2m/s 2的加速度起动做匀加速运动，匀加速运动所能维持的时间为5s 2. 质量为 m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v ，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小 A. P/mv B. 2P/mv C. 3P/mv D. 4P/mv 3.汽车以恒定功率P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v ，则下列判断正确的是 A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动 C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动 4.飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v 匀速飞行时，发动机的功率为P ，则当飞机以速率n v 匀速飞行时，发动机的功率为 A.np B.2np C.n 2p D.n 3p 5. 质量为2×103kg 的汽车，发动机输出功率为3×104W ，在水平公路上能达到的最大速度为15m/s ，当汽车的速度为10m/s 时，其加速度为_________m/s 2。 6. 一辆汽车正以36km/h 的速度在水平公路上匀速行驶，若汽车的输出功率为10kW ，汽车受到的牵引力为 ，若阻力不变，汽车的输出功率为25kW ，则该车在水平公路上匀速行驶的速度为 。 7. 质量为5.0×105kg 的机车，以恒定功率从静止出发，经5min 行驶2.25km ，速度达到最大值54km/h ，则机车的功率为 W 。 8.汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的0.01倍，当速度为4 m/s 时，加速度为0.4 m/s 2.若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是________m/s. （g 取10 m/s 2） 2.机车以恒定加速度加速启动（阻力是车重的k 倍） 过程分析：要维持汽车加速度不变，就要维持其牵引力不变，汽车功率将随v 增大而增大，当P 达到 额定功率P 额后，不能再增加，即汽车就不可能再保持匀加速运动了。具体变化过程可用示意图表示： 考查的物理量： ①匀加速的末速度v 0= ()p f ma +额 ②匀加速时间t 0= 0v a = ()p f ma a +额 ③最大速度v m ：当a=0，即kmg P v v F P kmg f F m m =?????=== 匀速运动保持达到最大时即时当m m v v v f F a m f F a v P F v ?==↓?-=↓?=↑?0一定即定F m f F a -=增大而增大随即定v P v F p ↑↑=↓-↓=↓↑ =m f F a v P F 额此后保持匀速运动达到最大时，当m v v a 0=额定定额已经不能变大，保持还要增大，但是所以时，当P P v m f F a P P 0≠-==

最新机车启动专题带答案

机车启动专题 1 1.机车以恒定功率加速启动（阻力是车重的k 倍） 2 过程分析：汽车以恒定功率起动时，它的牵引力F 3 将随速度v 的变化而变化，其加速度a 也随之变化，具体变化过程可采用示意图表示： 4 由此可得汽车速度达到最大时，a=0， kmg P v v F P kmg f F m m =?????=== 5 p-t 图像如图a ，v-t 图像如图b 6 针对训练 7 1. 质量为2×103kg 的汽车发动机的额定功率为80kW ，若汽车在平直公路上行驶所受阻力大小恒为8 4×103N ，那么 9 A. 汽车在公路上以额定功率行驶的最大行驶速度为20m/s 10 B. 汽车以额定功率起动，当汽车速度为5m/s 时，加速度为6m/s 2 11 C. 汽车以2m/s 2的加速度起动做匀加速运动，第2s 末发动机实际功率为32kW 12 D. 汽车以2m/s 2的加速度起动做匀加速运动，匀加速运动所能维持的时间为5s 13 2. 质量为 m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，且行驶过程中受到的摩14 擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v ，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的15 大小 16 A. P/mv B. 2P/mv C. 3P/mv D. 4P/mv 17 3.汽车以恒定功率P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v ，则下列判断正确的是 18 A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动 B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速19 运动 20 C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 21 D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动 22 4.飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v 匀速飞行时，发动机的功率23 为P ，则当飞机以速率n v 匀速飞行时，发动机的功率为 24 匀速运动保持达到最大时即时当m m v v v f F a m f F a v P F v ?==↓?-=↓?= ↑?0

机车启动问题教案

机车启动问题教案 机车启动问题 [教材分析] 本节是功率这节的补充内容，难度较大，综合性较强，其中涉及到高一阶段除曲线运动外的几乎所有内容，如受力分析，牛顿第二定律，运动学公式及功率公式，是与高考接轨的一个考点。 [学情分析] 由于本节内容的难度较大，首要的一条就是学生对前面知识点的复习问题，对牛顿第二定律而言，F=ma中的F是指合力;怎样用v-t图去描述物体的运动等;第二，学生应自己动手推导从而得出结论，切忌死记结论;第三，这节最终的问题要落实在做题上，学生通过习题去了解过程并且掌握解题关键条件，从而对整个问题有一个系统的认识。 [教学目标] (i)知识目标 1(能用公式P=F v分析、计算和解释有关现象 2.能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系 3.能分析汽车以恒定加速度启动时，各物理量变化及运动状态 4.能用图像描绘汽车启动的两种状态及牵引力做的功。 (ii)能力目标 1(能够运用两种启动的特点解机车的启动问题。 2(学生会自己动手推导，讨论，分析机车问题。 3(培养学生逻辑思维能力。 (iii)情感目标 1(通过这节课的学习激发学生的学习兴趣。

2(让学生发现并体会物理学中的逻辑性。 3(通过自己的推理去感受物理学习中的乐趣。 [教学重点] 1(理解解决机车启动问题的两个核心公式。 2(理解机车两种启动方式中各段的运动性质。 [教学难点] 1( 学会分析机车启动问题中的解题关键及突破点。 2( 对两种启动方式的v-t图分析。 3( 学会将牛顿第二定律及功率方程融入机车问题。 [教学方法] 利用多媒体引导分析教学 [教学设计] 设计思想:力求体现新课标倡导的“教师主导、学生主体”的思想。以学生的活动逐步推进教学。本设计还力求突出课堂的有效性，引导学生进行探究，参与问题讨论，让更多的学生能融入课堂，思维和能力都能得到发展。 [教学过程] 一、引入新课，吸引兴趣: 以给学生分享一个秘密的形式吸引学生。 我一直梦想有一辆跑车，在启动的时候，把油给足，“嗖”的一声就射出去了，但是我平时开车的时候和其他司机一样都是轻踩油门，慢慢启动。我为什么慢慢启动呢,等我们学习了机车启动的两种模型，请大家给我解释～所以我们今天的学习内容是: 1.能用公式P=F v分析、计算和解释有关现象 2.能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系 3.能分析汽车以恒定加速度启动时，各物理量变化及运动状态

《机车启动两类问题》教学设计 - 答案

年级：高三时间：2015.10.26编制：王成果审阅：谈婳 《机车启动两类问题》教学设计 教学目标： 1．会分析机车恒定功率和恒定加速度启动过程中，牵引力、速度和加速度的变化情况。 2．明确机车启动的运动过程，分为几个阶段，各个阶段力与运动的关系。 3．寻找、领会并掌握机车启动问题的解题策略。 重点难点： 机车启动过程中牵引力、速度，加速度和功率的变化情况及相互制约的关系，注意不同运动过程的衔接点满足的条件。 【学习过程】 ◆相关知识： (1) 通常我们所说的机车的功率或发动机的功率，实际是指其牵引力的功率，不是合力的 ．．．．． 功率 ．．。 (2) 对机车等交通工具运行问题，应明确Fv p 中，P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为机车的瞬时速度。机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率。一．以恒定功率方式启动 ◆动态过程分析： 【例1】 质量为m=5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍，让车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶。（g取10 m/s2）求： ⑴汽车达到的最大速度v max； ⑵汽车车速v1=2 m/s时的加速度。

【解析】（1）由P =Fv =F 阻v max 得： （2）当v 1=2 m/s 时，设此时牵引力为F 1 由牛顿第二定律得F 1-F 阻=ma ,所以 二．以恒定加速度启动的方式： ◆ 动态过程分析： 【例2】 质量为m =4.0×103 kg 的汽车，发动机的额定功率为P = 40 kW ，汽车从静止开始以a = 0.5 m/s 2的加速度行驶，所受阻力F 阻= 2.0×103 N ，则汽车匀加速行驶的最长时间为多少？汽车可能达到的最大速度为多少？ 【解析】设汽车匀加速行驶时，汽车发动机牵引力为F ，则根据牛顿第二定律F -F 阻=ma 得 F =ma +F 阻=4.0×103×0.5 N+2.0×103 N=4.0×103 N ， 设汽车匀加速运动过程的末速度为v , 由P =Fv 得 根据运动学公式v=at ,有 ?====???3max 3 6010m/s 12 m/s.0.10.151010 P P v F mg 阻3 4116010 N 310 N, 2 P F v ?===?432213 3100.151010 m /s 5 m /s .510 F mg a m μ-?-???===?3 3 4010m /s 10m /s 4.010P v F ?===?10s 20 s 0.5 v t a = ==

专题练习：机车的两种启动方式

专题练习：机车的两种启动方式 【知识总结】 一、以额定功率启动 （1）0～t 1时间内，功率P ，速度v ，牵引力F ，合力F 合 ，加速度a ； （2）t 1时刻以后，功率P ，速度v ，牵引力F ，合力F 合 ，加速度a ； （3）t 1时刻速度达到 值，此时牵引力F 与阻力f ，v m = ； （4）0～t 1时间内，汽车做 运动； （5）t 1时刻以后，汽车做 运动。 二、以恒定加速度启动 （1）0～t 1时间内，功率P ，速度v ，牵引力F ，合力F 合 ，加速度a ； （2）t 1～t 2时间内，功率P ，速度v ，牵引力F ，合力F 合 ，加速度a ； （3）t 2时刻以后，功率P ，速度v ，牵引力F ，合力F 合 ，加速度a ； （4）t 1时刻的速度v 1为 运动的 速度，v 1= ； （5）t 2时刻的速度v m 为 速度，v m = ； （5）t 1时刻 达到最大值； （5）t 2时刻 达到最大值； （6）0～t 1时间内，汽车做 运动； （7）t 1～t 2时间内，汽车做 运动； （8）t 2时刻以后，汽车做 运动。 【例题解析】 例1、一辆汽车在很长的平直路上从静止开始行驶，若汽车在行驶的过程中所受到的阻力保持不变，则（ ） A ．汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动 B ．汽车在任何一段时间内都不可能做匀加速直线运动 C ．汽车的功率刚达到额定功率时，速度达到最大值 D ．汽车受到的阻力等于牵引力时，速度未达到最大值 例2、上海世博会上，纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。一概念车的总质量为920kg ，在16s 内从静止加速到32m/s ，受到恒定的阻力为1500N ，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为 N 。当概念车以最高时速45m/s 做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为 kw 。 例3、质量m=2×103 kg 、额定功率p=80kw 的汽车，以恒定的加速启动，其能到达的最大速度为v m =20m/s ，汽车做匀加速度直线运动过程中的加速度大小为2m/s 2 ，若阻力保持不变。求： （1）汽车受到的阻力； （2）汽车做匀加速直线运动的时间； （3）汽车在3s 末的功率； （4）汽车的速度为16m/s 时的加速度。 v 1 12 V v