高三物理二輪復(fù)習(xí)專題專題24機(jī)車的啟動和運(yùn)行含解析(高考)

1、專題24機(jī)車的啟動和運(yùn)行1. （2013山東省名校質(zhì)檢）一輛質(zhì)量為 m的汽車在發(fā)動機(jī)牽引力F的作用下,沿水平方向運(yùn)動。在t0時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動機(jī)，其運(yùn)動的v-t圖象如圖所示。已知汽車行駛過程中所受的阻力是汽車重量的 k倍，則（）A.加速過程與減速過程的平均速度比為1 ： 2B.加速過程與減速過程的位移大小之比為1 : 2C.汽車牽引力F與所受阻力大小比為3：1D.汽車牽引力F做的功為3kmg -0t0-2t答案】BCDE解析】由題圖可知,加速過程F-/ =用3 =3，位移.為減速過程-f rm,a,位移電三無口，又J三kmg、由以上各式解得加速過程與逮速過 42程的位移大小之比為1； 2,平均速度比

2、為1: 1-汽車牽引力F與所受粗力大小比為3 :L汽車牽引力F做的功為爐二網(wǎng)廣誓幽，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤與匚D正確.2. （2013廣東省江門市模擬）汽車從靜止開始沿平直公路做勻加速運(yùn)動，所受阻 力始終不變，在此過程中，下列說法正確的是A.汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率逐漸增大B.汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率保持不變C.在任意兩相等的位移內(nèi)，汽車的動能變化相等D.在任意兩相等的位移內(nèi)，汽車的速度變化相等答案1 AC【解析】，汽車從靜止開始沿平直公路做勻加速運(yùn)動，由P二FS,汽車發(fā)動機(jī)的輸出 功率逐漸增大，選項(xiàng)A正確£錯(cuò)誤.由動能定理，（F-fjs=AE在任意兩相等的位移 內(nèi)，汽車的動能變化相等.選項(xiàng)C正碉D錯(cuò)

3、誤.3. （2013上海市靜安區(qū)二模）關(guān)于汽車在水平路面上運(yùn)動，下列說法中正確的是 （A）汽車啟動后以額定功率行駛，在速度達(dá)到最大以前，加速度是在不斷增大的.(B)汽車啟動后以額定功率行駛，在速度達(dá)到最大以前，牽引力應(yīng)是不斷減小的.(C麻車以最大速度行駛后，若要減小速度，可減小牽引功率行駛.(D)汽車以最大速度行駛后，若再減小牽引力，速度一定減小.【答案1 BCD【解析I汽車啟動后以額定功率行駛，在速度達(dá)到最大以前，由P二h可知，牽引力 應(yīng)是不斷減小的，加速度是在不斷減小的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤E正確c汽車以最大速度行駛 后，若要減小速度，由？=氏可知，可減小牽引功率行駛，選項(xiàng)C正確.汽車以最大 速度行

4、駛后，若再減小牽引力，牽引力小于阻力，汽車一定做喊速運(yùn)動，速度一定減 小.選項(xiàng)D正確。4. (13分)(2013年4月湖北省黃岡市模擬)如圖所示，光滑金屬直桿穿過豎直 固定的滑套，其底端置于光滑斜面體上，金屬桿質(zhì)量為mi,斜面體質(zhì)量為m2,現(xiàn)給斜面體一水平推力使斜面體從靜止開始向右作勻加速直線運(yùn)動，經(jīng) t時(shí)間斜面體水平移動s,該過程中斜面體未碰到滑套，金屬桿勻加速上升h高度，重力加速度為g,求：(1)該過程中金屬桿受到的合外力；(2)該過程中水平推力的平均功率。4,（13分）解：Q）設(shè)金屬桿勻加速運(yùn)動的加速度為幻，在該過程中有八；/。分）設(shè)金屬桿受到的合外力為F,由牛頓第二定律得。分）由武地T

5、（2分）金屬村合力方向與加速度方向T致，方叵豎直向上中I分）（2）設(shè)該過程末金屬桿和斜面體的速度分別為小。二，加速過程中斜面體的加速度為對,由運(yùn)動學(xué)方程有I® （1 分）設(shè)該過程中外力的平均功率為F,對金屬桿和斜面體組成的系統(tǒng)，由功能關(guān)系得,11i閂=弓飛5 F絲丹卜嗎領(lǐng)S分）由式和.式可得；尸=竺也士軍士誓叱 U分）r5. （20分）（2013浙江省寧波市二模）如圖所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)管彎成的“S'形軌道固定于豎直平面內(nèi)，其彎曲部分是由兩個(gè)半徑均為R的半圓平滑對接而成（圓的半徑遠(yuǎn)大于細(xì)管內(nèi)徑），軌道底端D點(diǎn)與粗糙的水平地面相切。 現(xiàn)一輛玩具小車m以恒定的功率從E點(diǎn)開始行

6、駛，經(jīng)過一段時(shí)間t之后，出 現(xiàn)了故障，發(fā)動機(jī)自動關(guān)閉，小車在水平地面繼續(xù)運(yùn)動并進(jìn)入"S'形軌道，從軌道的最高點(diǎn)A飛出后，恰好垂直撞在固定斜面 B上的C點(diǎn)，C點(diǎn)與下半 圓的圓心等高。已知小車與地面之間的動摩擦因數(shù)為內(nèi)ED之間的距離為xo,斜面的彳K角為300。求：（1）小車到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為多少？（2）在A點(diǎn)小車對軌道的壓力是多少，方向如何？（3）小車的恒定功率是多少？（20分）【試題點(diǎn)評】此題考查運(yùn)動合成分解、牛頓運(yùn)動定律、機(jī)械能守恒定律、動能 定理及其相關(guān)知識。解：（1）把C點(diǎn)的速度分解為水平門和豎直的吟.，有：幺二出130。（1分）刁=6 （1分）3&=：或？

7、（1分）V =小:+¥ （1 分）解得：= 2m壺 C分）C2）小車在A點(diǎn)的速度大小以=強(qiáng)及（1分）因?yàn)槎瑢?對外軌有壓力，軌道對小豐的作用力向下（1分）加g+ / =掰?（2分）解得F=mg （1分）根據(jù)作用力與反作用力，小車對軌道的壓力E尸久g （1分）方向豎直向上。分）C 分）尸£一"崔目9=3用：一.分）（2 分）C5）從0到3的過程中,機(jī)械能守叵，則 121rvi =掰自 4改 + wvjj小車從E到D的過程中解得F二喀且麗+5mgR一 t6 （15分）（2013江蘇四校聯(lián)考）如圖所示，物體 A放在足夠長的木板B的右端， 木板B靜止于水平面.t=0時(shí)，

8、電動機(jī)通過水平細(xì)純以恒力 F拉木板B,使它 做初速度為零，力口速度aB=1.0m/s2的勻加速直線運(yùn)動.已知 A的質(zhì)量mA和B 的質(zhì)量mB均為2.0kg, A、B之間的動摩擦因數(shù) 嚴(yán)0.05, B與水平面之間的動 摩擦因數(shù)坦=0.1,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等，.重力加速度g 取 10m/s2.求：（1）物體A剛運(yùn)動時(shí)的加速度大小aA和方向；（2） t=1.0s時(shí)，電動機(jī)的輸出功率 P;（3）若t=1.0s時(shí)，將電動機(jī)的輸出功率立即調(diào)整為 P' =5VV并在以后的運(yùn)動過 程中始終保持這一功率不變，則再經(jīng)過多長時(shí)間物體 A與木板B的速度相解析：（一 1）n二竺也氐匚為/R.5e

9、j小 %方向水平向右2分（2）對于木板國有 尸_*附1一%QI/十評）目=掰旃且2分解得 ZK而 V£ ="熊=1 ms1分p=F廿*2分（3）物體也繼續(xù)做加速運(yùn)動，加速度仍為辦。5狙” .由公下庫得FWN1分對于木板3有耳”一渾且一“2卬/+啕區(qū)=網(wǎng)”日解得力、口1分即木板B做勻速直鼓運(yùn)動。由0& Ct+t，=必可得” =1.051分7. （14分）（2013上海市七校調(diào)研聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為 m=4t的汽車以恒定功率 P=60kW從A點(diǎn)出發(fā)，先沿著長度為si=400m,傾角為a的斜面（sina=0.02）運(yùn)動到B （其 受到的阻力為車重ki=0.1倍），隨后沿

10、著長度為s2=500m的水平面運(yùn)動到C （其受到的阻 力為車重k2=0.1倍）。若汽車在AB、BC段、BA段最后均可達(dá)到勻速行駛，g取10 m/s2。 求：（1）汽車在AB段達(dá)到勻速行駛時(shí)的速度 V1為多大？ A到B耗時(shí)t1為多少？（2）為了省油，汽車發(fā)動機(jī)在 BC段至少需工作多久才能到達(dá) C點(diǎn)？（3）若汽車仍以此恒定功率先沿 CB的水平面運(yùn)動，隨后沿 BA的斜面運(yùn)動到A點(diǎn)， 則與原路徑相比，通過計(jì)算說明哪種更省時(shí)？，【解析】；（1二分）。）設(shè)汽車在段達(dá)到勻速行駛時(shí)的速度為小由二=白兩g斗施自sin也，得PW -：=二s片也目十sin a1ft A到£耗時(shí)為fi，由罵的m的盛口胃=；

11、則/（2）汽車在杷段速度已達(dá)到勻速，若以改為初速滑行汽車不能達(dá)到點(diǎn)小設(shè)汽豐發(fā)動機(jī) 在BC段至少需工作t時(shí)間,才能使得汽車恰好能到達(dá)。點(diǎn)。根據(jù)動能定理；尸廣-占阿哈=0-5加寸，解得尸28.12龕J（3）兩個(gè)路徑中汽車克服阻力做功相同.根據(jù)動能定理，尸4 那陶-mg% sin =勵(lì)3P% 印上 + 播g. ein =次,在以C段汽車達(dá)到勻速時(shí)=2=Hms, 國求g從B4段下行達(dá)到勻速時(shí)，i產(chǎn)-；= l$."5m 5 后館一幽gsin C£解得 r 1=72.£?,f： =66 3%,所以汽車沿原來路徑耗時(shí)更多。8. （18分）（2013年5月天津市壓軸卷）面對能源緊

12、張和環(huán)境污染等問題，混合動力汽 車應(yīng)運(yùn)而生。所謂混合動力汽車，是指擁有兩種不同動力源（如燃油發(fā)動機(jī)和電力發(fā)動機(jī)） 的汽車，既省油又環(huán)保。車輛在起步或低速行駛時(shí)可僅靠電力驅(qū)動；快速行駛或者需急加 速時(shí)燃油發(fā)動機(jī)啟動，功率不足時(shí)可由電力補(bǔ)充；在制動、下坡、怠速時(shí)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化 為電能儲存在電池中備用。假設(shè)汽車質(zhì)量為M當(dāng)它在平直路面行駛時(shí)，只采用電力驅(qū)動， 發(fā)動機(jī)額定功率為R,能達(dá)到的最大速度為vi；汽車行駛.在傾角為9的斜坡道上時(shí)，為 獲得足夠大的驅(qū)動力，兩種動力同時(shí)啟動，此時(shí)發(fā)動機(jī)的總額定功率可達(dá)B。已知汽車在斜坡上行駛時(shí)所受的摩擦阻力與在平直路面上相等，運(yùn)動過程阻力不變，重力加速度為g,求：（

13、1）汽車在平直路面上行駛時(shí)受到的阻力（2）汽車在斜坡道上能達(dá)到的最大速度。（3）若汽車在斜面上以恒定功率 Pi從靜止做加速直線運(yùn)動，經(jīng)時(shí)間剛好達(dá)到最大速度V1,求這段時(shí)間的位移8. C1） " T7口. -'-崢國力日一耳明1解析】 在平直路面行嗯，汽車以功率F勻速行駛時(shí)速度最大，設(shè)3區(qū)動力為此阻力為五則乏 © G分）尸* 3分）解得：f 7九色分）設(shè)汽車上坡時(shí)跑動力為凡能達(dá)到的最大速度為%則巴二匹巳（2分）A '=期si卻白十_f©（2分） 由式解得,后由動能定理：6分）（2分）p t -白二1辰，® 2解得,二取”.2耳9. （13分

14、）（2013上海市八校聯(lián)考）節(jié)能混合動力車是一種可以利用汽油及所儲 存電能作為動力來源的汽車，有一質(zhì)量m=1000kg的混合動力轎車，在平直公路上 以Vi=90km/h勻速行駛，發(fā)動機(jī)的輸出功率為P=50kW.當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動機(jī)功率不變，立即啟動利用電磁阻尼帶動的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動，減速運(yùn)動 L=72m后，速度變?yōu)閂2=72km/h, 此過程中發(fā)動機(jī)功率的 L用于轎車的牽引，發(fā)動機(jī)功率的另 f用于供給發(fā)電機(jī)工55作，發(fā)動機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%?；癁殡姵氐碾娔埽僭O(shè)轎車在上述運(yùn)動過程中所受阻力保持不變，求：（1）轎車以90km/h在

15、平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力 F阻的大?。?）轎車從90km/h減速到72km/h過程中，獲得的電能 E電（3）轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電可維持其72km/h勻速運(yùn)動的距離L'是多少？【解析6 CD汽車牽引力與輸出功率關(guān)系?P=F 5V2 分將 P=50kVji=90km h=25m S 代入得F ff=P'vi=2 xlO-N1 分當(dāng)轎車勻速行駛時(shí)，牽引力與阻力大小相等，有/三Fh= Nxl/N1 分Q）在減速過程卬（設(shè)時(shí)間為t工 注意到蛔機(jī)只有:尹用于汽車的牽引， 根據(jù)動背淀理有| /工島L=；mv： - gmW二分代入數(shù)據(jù)得F't=L575 工 1

16、0 分1 分電源獲得的電能為絹=0.5x F 1，（ t =LCHJ2 分（3）根據(jù)題設(shè)，轎車在平直公躇上勻逋行駛時(shí)受到的阻力仍為為=?K10k,在此過程 中，由能量轉(zhuǎn)化及守恒定律可知。僅有電能用于克服阻力做功 媼=跖1三分代入數(shù)據(jù)得 L=L5m 10 （18分）（2013北京市大興區(qū)模擬）面對能源緊張和環(huán)境污染等問題，混合動力 汽車應(yīng)運(yùn)而生。所謂混合動力汽車，是指擁有兩種不同動力源（如燃油發(fā)動機(jī)和 電力發(fā)動機(jī)）的汽車，既省油又環(huán)保。車輛在起步或低速行駛時(shí)可僅靠電力驅(qū)動； 快速行駛或者需急加速時(shí)燃油發(fā)動機(jī)啟動，功率不足時(shí)可由電力補(bǔ)充；在制動、 下坡、怠速時(shí)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲存在電池中備用。

17、假設(shè)汽車質(zhì)量為M,當(dāng)它在平直路面行駛時(shí)，只采用電力驅(qū)動，發(fā)動機(jī)額定功率為Pi,能達(dá)到的最大速度為vi;汽車行駛在傾角為8的斜坡道上時(shí)，為獲得足夠大的驅(qū)動力，兩種動力 同時(shí)啟動，此時(shí)發(fā)動機(jī)的總額定功率可達(dá)P20已知汽車在斜坡上行駛時(shí)所受的摩g。擦阻力與在平直路面上相等，運(yùn)動過程阻力不變，重力加速度為求：1、汽車在平直路面上行駛時(shí)受到的阻力2、汽車在斜坡道上能達(dá)到的最大速度3、若汽車在斜面上以恒定功率 Pi從靜止做加速直線運(yùn)動，經(jīng)時(shí)間剛好達(dá)到最大速度Vi,求這段時(shí)間的位移解;U）在平直路面行駛：汽車以功率已勻速行駛時(shí)速度最大，設(shè)驅(qū)動力為Q,俄力為力 則尸1=跖工（2分,）©（2 分）解得

18、；六三埼S分）（2）設(shè)汽車上坡時(shí)也動力為£,能達(dá)到的最大速度為（，則P：=F空2分=2應(yīng)占*泊十/©。分）由式解得Afevj向8 +吊（2分）由功能定理：尸丁 ©（4分）解得；尸吧二絲立1分）2月11. （18分）（2013安徽皖北協(xié)作區(qū)聯(lián)考）2003年美國戴姆勒一克萊斯公司推出的款稱為 道奇一戰(zhàn)斧”的概念摩托車，下面是它的一些參數(shù):十缸總排氣量8277mL額定功率384.8kW整車質(zhì)量680kg油箱容積14.8L理論最高速度676km/h理論最佳提速性能0100km/h26s假如允許此車上路，運(yùn)動中各種阻力之和是重力的k=0.30倍，飆車人質(zhì)量m為60kg,因?yàn)?/p>

19、是概念車，可以不考慮燃油質(zhì)量及其變化.（取g=10 m/s2）（1）若 道奇一戰(zhàn)斧”在狂中實(shí)際最好的提速表現(xiàn)是：0 108km/h:用時(shí)3.0 s, 求以此加速度啟動后維持勻加速運(yùn)動的時(shí)間.（2）從勻加速結(jié)束時(shí)刻到速度達(dá)到160m/s所需的時(shí)間為60秒，則這段時(shí)間內(nèi)的 位移是多少？（3）在高速公路上該摩托車以160m/s的速度行駛時(shí)與一輛與它質(zhì)量相等、速度 為40m/s的小車發(fā)生追尾事故.從兩車接觸到擠壓最緊歷時(shí) 0.1 s,此過程中小車受 到的沖擊力多大？解析.實(shí)際加速度，"鬟（1分）3600x3,0由牛頓定律F-上陽g = ma （2分）即牽引力F - kgm + ma=CI.3

20、0 x740x 1 ON +740ION = 9620N （1 分）又 F = Fv （1 分）所以m/s =40 m/s（1 分）F 9620£ = - = 4s Cl 分）由動能定理Pt- fs- -（:?分 J乙w產(chǎn)£ +（陽q -:昭君s - 6400m （1分）（3）由動量守恒得:期十掰%二2如v4（3分）1瓦一曷主理得！戶&二的V, -用吟（二分J解得：fumOON Q分）本題利用一個(gè)新的情景考查牛頓運(yùn)動定律、功率.動能定理、動量守恒定律和動量定理 解這類題目需要學(xué)生從題中提取有用信息，結(jié)合所學(xué)知識構(gòu)建物理模型，應(yīng)用物理規(guī)律 解決問題本題綜合性比較強(qiáng)，難度較大.12. （18分）（2013北京市西城區(qū)二模）某品牌汽車在某次測試過程中數(shù)據(jù)如下