第五章 微专题15 机车启动模型（课件PPT）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

第五章　机械能及其守恒 微专题15　机车启动模型 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 微专题15 返回导航 第1轮 物理 第五章　机械能及其守恒 谢谢观看！ 1．机车的最大速度 vm＝ eq \f(P,F) ＝ eq \f(P,F阻) .无论哪种启动过程，机车以额定功率做匀速运动时的速度最大，此时机车的加速度为零，牵引力F等于阻力F阻． 2．求瞬时加速度a的思路 先应用F＝ eq \f(P,v) 求出牵引力，则加速度a＝ eq \f(F－F阻,m) . 3．巧用动能定理 机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W＝Pt，由动能定理得Pt－F阻x＝ΔEk，此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移、速度或时间． 微点一　以恒定功率启动 1．动态过程 2．对应的P­t图像和v­t图像如图所示 (2021·北京门头沟区一模)某质量为m的电动玩具小车在平直的水泥路上由静止沿直线加速行驶．经过时间t前进的距离为x，且速度达到最大值vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车受到的阻力恒为F，则t时间内(　　) A．小车做匀加速运动 B．小车受到的牵引力逐渐增大 C．合外力对小车所做的功为Pt D．牵引力对小车所做的功为Fx＋ eq \f(1,2) mv eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)) D　解析：电动机的功率恒定，则P＝F牵v，结合牛顿第二定律F牵－F＝ma可知，当速度增大时，牵引力减小，加速度减小，故小车做加速度减小的变加速运动，故A、B错误；整个过程中，牵引力做正功，阻力做负功，合外力做的功等于动能的变化量，为W＝ eq \f(1,2) mv eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)) ，Pt为牵引力所做的功，故C错误；整个过程中，根据动能定理可知 Pt－Fx＝ eq \f(1,2) mv eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)) ，解得Pt＝Fx＋ eq \f(1,2) mv eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)) ，故D正确． 微点二　以恒定加速度启动 1．动态过程 2．对应的P­t图像和v­t图像如图所示 3．求做匀加速直线运动的时间t0的方法 先应用F＝ma＋F阻求加速度a(或牵引力F)，同时求匀加速运动的最大速度v1＝ eq \f(P额,ma＋F阻) ，则时间t0＝ eq \f(v1,a) . [特别提醒]　机车以恒定加速度启动时，匀加速过程结束后功率最大，速度不是最大，即v＝ eq \f(P,F) <vm＝ eq \f(P,F阻) . 目前，上海有若干辆超级电容车试运行，运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5千米．假设有一辆超级电容车，质量m＝2×103 kg，额定功率P＝60 kW，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力Ff是车重的0.1倍，g取10 m/s2. (1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？ (2)若超级电容车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ (3)若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50 s后达到最大速度，求此过程中超级电容车的位移大小． 答案：(1)30 m/s　(2)40 s　(3)1 050 m 解析：(1)当超级电容车速度达到最大时，超级电容车的牵引力与阻力平衡，即F＝Ff， Ff＝kmg＝2 000 N， P＝Ffvm， 解得vm＝ eq \f(P,Ff) ＝30 m/s. (2)超级电容车做匀加速运动，由牛顿第二定律得 F1－Ff＝ma， 解得F1＝3 000 N， 设超级电容车刚达到额定功率时的速度为v1， 则P＝F1v1， 解得v1＝20 m/s， 设超级电容车匀加速运动的时间为t，则v1＝at， 解得t＝40 s. (3)从静止到达到最大速度整个过程牵引力与阻力做功，由动能定理得Pt2－Ffx＝ eq \f(1,2) mv eq \o\al(\s