（新教材）【鲁科版】20版物理新素养导学必修二（课件+素养达标+素养评价）：习题课全辑 (共6份打包)

习题课一　 机车启动问题　 一　两种启动方式 1.两种启动方式的过程分析: 2.机车启动问题中几个物理量的求法: (1)机车的最大速度vm的求法:机车达到匀速 前进时速度最大,此时牵引力F等于阻力f, 故vm= 。 (2)匀加速启动持续时间的求法:牵引力F=ma+f,匀加速 的最后速度v1= ,时间t= 。 (3)瞬时加速度的求法:据F= 求出牵引力,则加速度 a= 。 【典例示范】 额定功率为80 kW的汽车在水平平直公路上行驶时最大速率可达20 m/s,汽车质量为2 000 kg,如果汽车从静止开始做匀加速运动,设运动过程中阻力不变,加速度大小为2 m/s2,求: 世纪金榜导学号 (1)汽车所受阻力多大。 (2)汽车做匀加速运动的过程可以维持多长时间。 【思维·建模】 【解析】(1)当牵引力与阻力相等时汽车的速度最大, 由P=F牵vm得f=F牵= N=4 000 N (2)由牛顿第二定律得:F牵′-f=ma, F牵′=ma+f=2 000×2 N+4 000 N=8 000 N 由P=F牵′v解得v=10 m/s 由v=at解得t=5 s 答案:(1)4 000 N　(2)5 s 【母题追问】 1.在【典例示范】中若汽车从静止开始以恒定的加速度做匀加速直线运动,其加速度为2 m/s2,当汽车的输出功率达到额定功率后,保持功率不变直到汽车匀速运动,求:汽车启动后第2 s末时发动机的实际功率。 【解析】由题意知,匀加速的时间是5 s。 2 s末汽车的速度:v′=at′=4 m/s 2 s末汽车的实际功率: P′=F牵′v′=3.2×104 W=32 kW 答案:32 kW 2.在【典例示范】中若汽车以恒定的功率驶上倾角为30°的斜坡,已知汽车在斜坡上行驶时所受的摩擦阻力是在平直路面上的0.75倍,重力加速度g取10 m/s2,求:汽车在斜坡上能达到的最大速度。 【解析】当汽车在斜坡上匀速运动时速度最大,则: F-mgsin 30°-f′=0 其中f′=0.75f 解得:F=1.3×104 N 由P=Fv得:vm′= ≈6.2 m/s 答案:6.2 m/s 【补偿训练】 1.质量为2×103 kg的汽车,发动机输出功率为30×103 W。在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s,设阻力恒定。求: (1)汽车所受的阻力f。 (2)汽车的速度为10 m/s时,加速度a的大小。 (3)若汽车从静止开始保持2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间? 【解析】(1)由于匀速运动F=f,由P=Fv得f= = 2×103 N (2)由牛顿第二定律有: F-f=ma, 又P=Fv,解得:a= =0.5 m/s2 (3)由牛顿第二定律有:F-f=ma, v2= =5 m/s,所以t= =2.5 s 答案:(1)2×103 N　(2)0.5 m/s2　(3)2.5 s 2.在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW,质量为10 t,设阻力恒定,且为车重的0.1倍,求: (g取10 m/s2) (1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度。 (2)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间? (3)若汽车以不变的额定功率从静止启动后,当汽车的加速度为2 m/s2时,速度多大? 【解析】(1)当汽车速度最大时,a1=0,F1=f=0.1mg, P=P额, 故vmax= m/s=10 m/s。 (2)汽车从静止开始做匀加速直线运动的过程中,a2不 变,v变大,P也变大,当P=P额时,此过程结束。F2=f+ma2=(0.1×104×10+104×0.5) N=1.5×104 N。 v2= m/s= m/s,则t= s≈13.3 s。 (3)F3=f+ma3=(0.1×104×10+104×2) N=3×104 N。 v3= m/s≈3.3 m/s。 答案:(1)10 m/s　(2)13.3 s　(3)3.3 m/s 二　利用图像分析两种启动方式 1.机车启动应注意的问题: (1)公式P=Fv中的F指的是机车的牵引力,而不是合外力。 (2)只有机车匀速运动时,牵引力F才等于它受到的阻力f大小。 (3)机车以恒定加速度启动时,匀加速结束时的速度并没有达到最终匀速运动的速度vmax。 2.利用图像处理机车启动问题: (1)与v-t图像或s-t图像结合。 根据v-t图像围成的面积,可以计算出位移的大小,由 v-t图像的斜率可以计算加速度的大小;由s-t图像的斜率可以计算速度的大小。 (2)与P-t