2021屆高中物理舊同步必修2第7章專(zhuān)題強(qiáng)化5功率計(jì)算機(jī)車(chē)兩種啟動(dòng)方式

專(zhuān)題強(qiáng)化 功率的計(jì)算機(jī)車(chē)的兩種啟動(dòng)方[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.進(jìn)一步掌握瞬時(shí)功率和平均功率的計(jì)算方法.2.能利用功率P＝Fv和1(多選)mt＝0時(shí)刻開(kāi)始受到水平力的作用.水Ft1所示，力的方向保持不變，則()

時(shí)刻，物體的速度為8Fm3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為0m

8Ft＝03t0F的平均功率為025F在t＝0到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力F的平均功率 0答案

2Ft0解析0～2t0a1＝mx1＝2a1(2t0)＝m，2t00

3Ft0＝m；2t0～3t0a2＝mx2＝v1t0＋2a2t0＝m，3t00 8F0m度v2＝v1＋a2t0＝m所以3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率 m0 8F03t0P＝t

＝

0C正確，D錯(cuò)誤P－tv－tABvmOAaBCvmPOA段：v↑?F＝vF－F AB段：F＝F阻?a＝0?P＝F阻F－FOA段：a＝ 不變?F不變F·vP＝P額P F－FAB段：v↑?F＝v↓?a＝ BC段：F＝F阻?a＝0?v達(dá)到最大值，vm＝F0.1倍(g10m/s2)(2)2m/s2時(shí)，速度為多大？(2)答案(1)見(jiàn)解(2)

(3)10解析(1)汽車(chē)以不變的額定功率從靜止啟動(dòng)，vP額＝FvF減小，根據(jù)F－Ff＝ma知，汽車(chē)的加速度逐漸減小.F－Ff＝ma1①P額＝Fv1②＝＝

Pvmax＝F

4

m/s＝10 0.1×10例3 kW當(dāng)它行駛在坡度為α(sinα＝0.02)的長(zhǎng)直公時(shí)，如圖2所示，所受摩擦力為車(chē)重的0.1倍(g取10m/s2)，求：(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)0.6m/s2的加速度做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則此過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間；(3)0.6m/s2的加速度勻加速行駛的速度達(dá)到最大值的過(guò)程中，汽車(chē)做功答案(1)12.5 (2)13.9 (3)4.16×105解析(1)汽車(chē)在坡行駛，所受阻力由兩部分構(gòu)成，即F阻＝kmg＋mgsinα＝(4N＝4800F＝F阻時(shí)，P＝F阻·vmP vm＝＝4 m/s＝12.5Fa＝0.6m/s2F′－kmg－mgsinα＝ma，F(xiàn)′＝ma＋kmg＋mgsinα＝4×103×0.6N＋4800N＝7.2×103N.P 有 3m/s≈8.33F′

t＝a＝0.6s≈13.9

2a＝7.2×103×57.82J≈4.16×105分析機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題要抓住兩個(gè)方程第二定律方程F－Ff＝ma聯(lián)系著力和加速度P＝Fv聯(lián)系著力和速度

Pff

P

aa

P＝v

a＝m

例4 率，之后保持額定功率運(yùn)動(dòng)，其v－t圖象如圖3所示.已知汽車(chē)的質(zhì)量為m＝2×103kg，1 車(chē)受到的阻力為車(chē)重的10，g取10m/s，則 A.汽車(chē)5s內(nèi)的阻力為200B.汽車(chē)5s內(nèi)的牽引力為6×103C.40D.20答案解 1

1 1 汽車(chē)受到地面的阻力為車(chē)重的10Ff＝10mg＝10×2×10×10N＝2000錯(cuò)誤；由題圖知前5s的加速度 2m/s2， 第二定律知前5s內(nèi)的牽引力＝Δt ＋maF＝(2000＋2×103×2)N＝6×103NB正確；5sP額P f＝6×103×10W＝6×104W＝60kWvmax＝F＝2000m/s＝30m/sCfD錯(cuò)誤針對(duì)訓(xùn)練(2018·鶴壁市高一下學(xué)期期末)汽車(chē)在平直公以速度v0勻速行駛發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0.快進(jìn)入鬧市區(qū)時(shí)減小了油門(mén)，使汽車(chē)的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛.下列四個(gè)圖象中哪個(gè)正確表示了從減小油門(mén)開(kāi)始汽車(chē)的速度與時(shí)間的關(guān)系圖象(答案解析由P＝Fv可知，功率一定時(shí)，速度減小后，牽引力增大，合力減小，加速度減小，故汽C.1.(以恒定功率啟動(dòng))(2018·宜昌一中高一下學(xué)期期末)質(zhì)量為m的汽車(chē)在平直的公從靜止開(kāi)始以恒定功率P啟動(dòng)，最終以某一速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).此過(guò)程中，車(chē)所受阻力大小恒為Ffg，則()P答案A4所示.下列說(shuō)法正確的是()A.F＝

3

0時(shí)間內(nèi)位移大小為2v0 22答案解析

＝t0， 運(yùn)的加速度大小a＝v0根

2＝

＝Av－tt3t0x

33 v0t0＝2v0t0μmg0～3t0P＝tμmgv0D正確

3.(機(jī)車(chē)啟動(dòng)中的圖象問(wèn)題(多選)一輛轎車(chē)在平直公行駛，啟動(dòng)階段轎車(chē)牽引力保持不0m.FfFPt()答案解析Fa＝mP＝FvD正確，A錯(cuò)誤.4.(機(jī)車(chē)啟動(dòng)中的圖象問(wèn)題)(2018·華中師大一附中期末考試)質(zhì)量為m的汽車(chē)在平直路面Ff，則()t

2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的平均速度等于tt1t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的功率等于答案解析t1～t2v－tt 知，汽車(chē)的平均速度大于 v＝mv1＋1)v，D錯(cuò)誤 過(guò)程中阻力對(duì)球做功的功率大小隨時(shí)間的變化關(guān)系最接近下列圖象中的()答案解析A正確.1.0×103N1秒末發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)功率是()A.2 B.22 C.1.1 D.20答案解析根據(jù)第二定律得：F－Ff＝ma，則F＝Ff＋ma＝1000N＋5000×2N＝11000N，1s末的速度：v＝at＝2×1m/s＝2m/s1s末發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)功率為：P＝Fv＝11000×2W＝22000W＝22kWB正確.加速度大小隨時(shí)間變化圖象可能是下圖中的()答案解析P＝Fv

＝0，可知A圖象正確

4.(2018·哈爾濱六校高一下學(xué)期期末聯(lián)考)如圖1所示為某新型電動(dòng)汽車(chē)在阻力一定的水平路面上進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)的v－t圖象.Oa為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，bc段是與ab段相切的水平直線(xiàn)，ab段汽車(chē)以額定功率P行駛，下列說(shuō)法正確的是( P答案解析0～t1P＝Fv知，汽車(chē)的功率逐漸增大，故Av－tab段加速度牽引力做正功，故C錯(cuò)誤；勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，根據(jù)P＝Fv＝Ffv2得 v＝v2D正確5.質(zhì)量為m的汽車(chē)，其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為P.當(dāng)它在傾角為θ的斜坡上向上行駛時(shí)，受到的阻力為車(chē)重力的k倍，則車(chē)在此斜坡上的最大速度為( mgsinPcosθ答案

Pcosθ mgk＋sin mgk＋sin解析F＝mgsinθ＋kmg P，故選項(xiàng)D mgk＋sin，6.(多選)(2019·沙市中學(xué)高一下學(xué)期期中)質(zhì)量為m的在平直的公從靜止開(kāi)始加速，前進(jìn)距離s速度便可達(dá)到最大值vm.設(shè)在加速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定為P所受阻力恒Ffv(v<vm)F.以下說(shuō)法正確的是()，F(xiàn)Ffva＝vvm答案Fvt的變化規(guī)律的是()答案解析開(kāi)始時(shí)汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，則F0＝Ff.由P＝Fv可判斷 P P′P′＝2F′＝v0＝2＜FfP′ P運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1＝v＝2v，加速度大小為a＝ ＝m－2mv，由此可見(jiàn)，隨著汽車(chē)速度減小，其加速度a也減小，最終以

A

′＝2

F0D正確正確的是()答案解析在v－t圖象中，圖線(xiàn)的斜率代表汽車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度，由第二定律可得，在 1v－Ff＝ma，①vav－t②vav－tB、

時(shí)間內(nèi)，v9.(多選201·鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末考試)提高汽車(chē)運(yùn)動(dòng)速率的有效途徑是增大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率(F＝k2k).P0vm2m()4A.4P048C.8P08答案解析FF＝FfFf＝kv2vP0vmP＝FvP0＝Ffvm＝kvm3k＝P0vm

4P＝kv3v＝34P0＝3

A 3 3 k

4vmB3 ＝2v 3k故 3k2vm，故D正確10.(多選)(2018·湖南五市十校高一下學(xué)期期末)

1關(guān)系圖象.若汽車(chē)質(zhì)量為2×103kg，它由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車(chē)速為30m/s，則( 5m/s6×10435答案解析P.30m/s

1

P

v－Ff＝ma

60

N＝6000N＝v＝va＝2m/s2v＝10m/st＝a＝55m/s<10m/s5m/s6×104WD正確，B、C錯(cuò)誤.11.(2019·一零一中高一下學(xué)期期中)汽車(chē)質(zhì)量為1000kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是60kW，它在平直公行駛的最大速度可達(dá)30m/s，現(xiàn)在汽車(chē)在該公由靜止開(kāi)始以2m/s23s答案(1)2000 (2)7.5 (3)24解析(1)

60

N＝2000＝vm＝Fm＝Ff＋ma＝2000N＋1×103×2N＝4000＝ P＝

60

m/s＝15mF＝4m 15s＝7.5(3)3s末汽車(chē)還在做勻加速運(yùn)動(dòng)，v3＝at3＝2×3m/s＝63sP＝Fmv3＝4000×6W＝24000W＝2412.(2019·隨州一中高一下學(xué)期期中)如圖4所示為修建建筑常用的塔式起重機(jī).在起重機(jī)m＝5×103kg的重物豎直吊起的過(guò)程中，重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，a＝0.2m/s2vm＝1.02m/s的勻速運(yùn)動(dòng).g＝10m/s2，不計(jì)額外功.答案(1)5.1×104 (2)5 解析(1)P0F0v1t1，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得，t1＝5s.2sv2P，v2＝at，P＝Fv2，13.(2018·臨汾一中期末考試)筑工地在建設(shè)一高樓時(shí)，利用升降機(jī)將建筑材料運(yùn)到l＝15kg(2)10s答案(1)6×104 解