第五章 微专题15 机车启动模型（Word练习）-【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）

微专题15　机车启动模型 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，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为 时，汽车的瞬时加速度的大小为(　　) A．　　 B．　　 C．　　 D． B　解析：当汽车匀速行驶时，据P＝Fv知，阻力Ff＝F＝ .当汽车的速度为 时，根据P＝F′· ，得牵引力F′＝ ，由牛顿第二定律得加速度a＝ ＝ ＝，B正确． 2.当前我国“高铁”事业发展迅猛，假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力的作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其v ­t图像如图所示，已知0～t1时间内图线为过原点的倾斜直线，t1时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在t3时刻达到最大速度v3，以后匀速运动．下列判断正确的是(　　) A．从0～t3时间内，列车一直做匀加速直线运动 B．t2时刻的加速度大于t1时刻的加速度 C．在t3时刻以后，机车的牵引力为0 D．该列车所受的恒定阻力大小为 D　解析：由题图可知，0～t1时间内，列车做匀加速运动，t1～t3时间内，加速度逐渐变小，故A、B错误；t3时刻以后列车做匀速运动，牵引力大小等于阻力大小，故C错误；匀速运动时Ff＝F牵＝，故D正确． 3．(2021·山东泰安三模)图甲是中国研制的全球最大回转自升塔式起重机，该起重机某次从t＝0时刻由静止开始提升质量为m的物体，其a­t图像如图乙所示，t1～t2内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是(　　) A．该起重机的额定功率为mat1 B．该起重机的额定功率为(mg＋ma0)a0(t2－t1) C．0～t1和t1～t2时间内牵引力做的功之比为t1∶2(t2－t1) D．0～t1和t1～t2时间内牵引力做的功之比为t1∶2t2 C　解析：当t＝t1时，根据F－mg＝ma0和P额＝Fv1＝Fa0t1，解得起重机的额定功率为P额＝(mg＋ma0)a0t1，故A、B错误；0～t1内牵引力做的功W1＝t1，t1～t2内牵引力做的功W2＝P额(t2－t1)，所以在0～t1和t1～t2时间内牵引力做的功之比为t1∶2(t2－t1)，故C正确，D错误． 4. (多选)(2021·广东揭阳模拟)质量为400 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数 的关系如图所示，则赛车(　　) A．速度随时间均匀增大 B．加速度随时间均匀增大 C．输出功率为160 kW D．所受阻力大小为1 600 N CD　解析：由题图可知，加速度是变化的，故赛车做变加速直线运动，A错误；由P＝Fv和F－F阻＝ma可得a＝ · － ，由此式可知，赛车速度增大时，加速度逐渐减小，故赛车做加速度逐渐减小的加速运动，B错误；由a＝ · － 结合a­ 图像可得F阻＝4m(N)，P＝400m(W)，代入数据解得F阻＝1 600 N，P＝160 kW，C、D正确． 5．(2021·福建漳州二模)假定某汽车额定功率为80 kW，在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s，质量为2×103 kg.如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2 m/s2，运动过程中阻力不变，求： (1)汽车所受的阻力大小； (2)汽车做匀加速运动的时间； (3)第3 s末汽车的瞬时功率； (4)速度为16 m/s时汽车的加速度大小． 答案：(1)4×103 N　(2)5 s　(3)48 kW　(4)0.5 m/s2 解析：(1)由题意可知，当汽车达到最大速度时，F牵＝Ff，则 P额＝Ffvmax 解得Ff＝ ＝ N＝4×103 N. (2)在匀加速阶段，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma 则F＝Ff＋ma＝4×103 N＋2×103×2 N＝8×103 N 当汽车达到额定功率时P额＝Fv 解得v＝＝ m/s＝10 m/s. 则匀加速运动的时间为t＝ ＝ s＝5 s. (3)汽车匀加速运动的时间为5 s，第3 s末汽车处于匀加速阶段，则t1＝3 s时，v1＝at1＝2×3 m/s＝6 m/s P＝Fv1＝8×103×6 W＝48 kW. (4)16 m/s＞10 m/s，此时汽车发动机的功率已为额定功率，牵引力F′＝ ＝ N＝5×103 N 所以此时汽车的加速度大小为 a′＝ ＝ m/s2＝0.5 m/s2. 学科网（北京）股份有限公司 $