7.2机车的启动和运行-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲 第7章 机械能 第7.2 讲 机车启动和运行 【知识点精讲】 机车的两类起动问题 当机车从静止开始沿水平面加速运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是P＝Fv和F－Ff＝ma。 (1)以恒定功率由静止开始加速，由公式P＝Fv和F－Ff＝ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必将减小，a也必将减小，机车做加速度不断减小的加速运动，直到F＝Ff，a＝0，此时v达到最大值vmax＝＝，可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种过程发动机做功只能用W＝Pt计算，不能用W＝Flcos α求。 (2)以恒定牵引力由静止开始加速，由公式P＝Fv和F－Ff＝ma知，由于F恒定，a恒定，机车做匀加速直线运动，随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pmax，功率不能再增大，此时匀加速运动结束，其最大速度vmax′＝<＝vmax，此后机车要想继续加速只能做恒定功率的变加速运动了，可见以恒定牵引力加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W＝Flcos α计算，不能用W＝Pt计算。要注意两种加速运动的最大速度的区别。 【方法归纳】 1.　以恒定功率启动 (1)动态过程 (2)这一过程的P ­ t图象和v ­ t图象如图所示： 2　以恒定加速度启动 (1)动态过程 (2)这一过程的P ­ t图象和v ­ t图象如图所示： 3. 机车启动的建模技巧 (1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即vm＝＝ (式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力F阻)． (2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即v＝<vm＝. (3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W＝Pt.由动能定理：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大小. 【最新高考题精练】 1．（2022年6月浙江选考）小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的质量为20kg的重物竖直提升到高为85.2m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5m/s2的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，则提升重物的最短时间为 A．13.2s B．14.2s C．15.5s D．17.0s 2. （2021重庆高考） 额定功率相同的甲、乙两车在同一水平路面上从静止启动，其发动机的牵引力随时间的变化曲线如题图所示。两车分别从t1和t3时刻开始以额定功率行驶，从t2和t4时刻开始牵引力均视为不变。若两车行驶时所受的阻力大小与重力成正比，且比例系数相同，则 A. 甲车的总重比乙车大 B. 甲车比乙车先开始运动 C. 甲车在t1时刻和乙车在t3时刻的速率相同 D. 甲车在t2时刻和乙车在t4时刻的速率相同 3．（2021新高考北京卷）如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是 A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小 B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大 C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小 D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大 4. （2021年6月浙江选考物理）中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为，假设泵车的泵送系统以的输送量给高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为（　　） 发动机最大输出功率（） 332 最大输送高度（m） 63 整车满载质量（） 最大输送量（） 180 A. B. C. D. 5 [2020·天津卷，8](多选)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果．一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变．动车在时间t内(　　) A．做匀加速直线运动 B．加速度逐渐减小 C．牵引力的功率P＝Fvm D．牵引力做功W＝m－m 【最新模拟题精练】 1. （2023河南四市二模）汽车生产时都要进行一系列测试，其中一项为加速性能的测试，测试方法为:将汽车停在 水平平直试验路段起点，实验开始时，司机立即将油门踩到底（保持汽车以额定功率运 动），记录汽车速度从0加速到100km/h所用时间，该时间是衡量汽车动力水平的一个重要参考指标。某国产汽车的额定功率为100kW，在某次测试时，汽车从静止开始以额 定功率运动，假设运动过程中所受阻力恒定，汽车最终做匀速直线运动。通过传感器测得汽车运动速度的倒数与加速度a的关系如图所示。 下列说法正确的是