42機車啟動問題

1、二、p=Fv的應(yīng)用機車的兩種啟動方式(1)機車以恒定功率啟動的過程分析由P=Fv知，隨速度的增加、牽引力減小，又由F-Ffa=知加速度逐漸減小，故汽車以怛te功率啟動,m(3)汽車在運動過程中所能達(dá)到的最大速度的大小.解析(1)汽車從靜止開始做勻加速直線運動的過程中，a1不變，則牽引力F不變，由P=Fv知，v變大,P也變大，當(dāng)P=P額時，此過程結(jié)束.F1=Ff+ma=(0.1x104x10+104x0.5)N=1.5X104n實際上是做加速度逐漸減小的加速運動,當(dāng)加速度a=0時，汽車達(dá)到速度的最大值，此時F=Ff,vm=§這一啟動過程的vt圖象如圖2所示.P額10520v1=甬=訂而

2、m/s=習(xí)m/s,(2)機車以恒定加速度啟動的過程分析此過程牽引力F=ma+Ff,開始保持不變,圖220(2)汽車以不變的額定功率從靜止啟動，v變大，由P=Fv知，牽引力F減小，故汽車的加速度減小.=Ff+ma2=(0.1x104x10+104x2)N=3X104nP額10510v2=勇=云祠m/s=7m/s.F2由P=Fv知隨速度的增大，P逐漸增大，當(dāng)達(dá)到額定功率時,P勻加速過程結(jié)束，此時速度為v°=f，之后，保持功率不變繼續(xù)加速(與i中過程相同)，最后仍有pmFf.(3)當(dāng)汽車速度最大時，a3=。，F(xiàn)3=Ff,P=P額，故P額105vmax=Ff0.110410m/s=10m/s

3、.這一運動過程的vt圖象如圖3所示.圖3答案(1)功率逐漸變大40s(2)加速度逐漸減小10om/s(3)10m/s3vm.說明(1)以恒定加速度啟動時，勻加速結(jié)束時速度并未達(dá)到最大速度(2)兩種啟動方式最終最大速度的計算均為vm=7".Ff抓住兩個基本公式：功率公式P=Fv;牛頓第二定律，即FF阻=ma.1在水平路面上運動的汽車的額定功率為100kW,質(zhì)量為10t,設(shè)阻力恒定，且為車重的0.1倍(g取10m/s2),求:(1) 若汽車以0.5m/s2的加速度從靜止開始做勻加速直線運動，汽車的功率如何變化？這一過程能維持多長時間？(2) 若汽車以不變的額定功率從靜止啟動，汽車的加速度

4、如何變化？當(dāng)汽車的加速度為2m/s2時，速度為多大？2. 汽車發(fā)動機的額定功率P=60kW,若其總質(zhì)量為m=5t,在水平路面上行駛時，所受阻力恒為F=5.0X103N,則:(1) 汽車保持恒定功率啟動時：求汽車所能達(dá)到的最大速度vmax.當(dāng)汽車加速度為2m/s2時，速度是多大？當(dāng)汽車速度是6m/s時，加速度是多大？(2) 若汽車以a=0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運動，這一過程能維持多長時間？2一輛重5t的汽車，發(fā)動機的額定功率為80kW.汽車從靜止開始以加速度a=1m/s做勻加速直線您動，車受的阻力為車重的0.06倍.(g取10m/s2)求：(1) 汽車做勻加速直線運動的最長時間；

5、汽車開始運動后，5s末和15s末的瞬時功率.答案(1)2N(2)12W(3)1.5s2.25m解析(1)在10s末撤去牽引力后，小車只在阻力Ff作用下做勻減速運動,由圖象可得減速時加速度的大小為a=2m/s2則Ff=ma=2N(2)小車做勻速運動階段即710s內(nèi)，設(shè)牽引力為F,則F=Ff由圖象可知vm=6m/s解得P=Fvm=12W設(shè)t1時間內(nèi)的位移為x，加速度大小為a，t時刻的速度大小為v，則由P=Fivi得Fi=4N,F1Ff=ma1得a=2m/s2,貝Ut1=v=1.5s,axi="2a1t1=2.25m.10.如圖5所示為某汽車在平直公路上啟動時發(fā)動機功率P隨時間t變化的圖象

6、，Po為發(fā)動機的額定功率.已知在七2時刻汽車的速度已經(jīng)達(dá)到最大vm,汽車所受阻力大小與速度大小成正比.由此可得()一質(zhì)量為5000kg的汽車，以額定功率由靜止啟動，它在水平面上運動時所受的阻力為車重的0.1倍，發(fā)動機額定功率為50kW.則汽車在此路面上行駛的最大速度為()A.5m/sB.7m/sC.8m/sD.10m/s3. 汽車發(fā)動機的額定功率為80kW它以額定功率在平直公路上行駛的最大速度為20Es,那么汽車在以最大速度勻速行駛時所受的阻力是.A. 8000NB.4000NC.2500ND.1600N-6.一輛汽車在平直公路上以額定功率行駛，設(shè)所受阻力不變。在汽車加速過程中A.牽引力減小，

7、加速度增大B.牽引力減小，加速度減小C.牽引力增大，加速度增大D.牽引力增大，加速度減小-7.汽車由靜止開始運動，若要使汽車在開始運動的一小段時間內(nèi)保持勻加速直線運動，則不斷增大牽引力和牽引力的功率不斷減小牽引力和牽引力的功率保持牽引力不變，不斷增大牽引力功率不能判斷牽引力功率怎樣變化12.某探究性學(xué)習(xí)小組對一輛自制遙控車的性能進(jìn)行研究.他們讓這輛小車在水平地面上由靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖7所示的vt圖象，已知小車在0時間內(nèi)做勻加速直線運動，t10s時間內(nèi)小車牽引力的功率保持不變，7s末達(dá)到最大速度，在10s末停止遙控讓小車自由滑行，小車質(zhì)量m=1kg,

8、整個運動過程中小車受到的阻力Ff大小不變.求：6卜_rh0*i7itiSrfs圖7(1)小車所受阻力Ff的大??；在t110s內(nèi)小車牽引力的功率P;求出t1的值及小車在0t時間內(nèi)的位移.圖5P=Fv=在t3時刻，汽車速度一定等于VmB.在tlt2時間內(nèi)，汽車一定做勻速運動C.在t2t3時間內(nèi)，汽車一定做勻速運動D.在發(fā)動機功率達(dá)到額定功率前，汽車一定做勻加速運動答案AC解析已知在t2時刻汽車的速度已經(jīng)達(dá)到最大vm,此后汽車做勻速直線運動，速度不變，所以在t3時刻,汽車速度一定等于Vm.故A正確.0tl時間內(nèi)汽車的功率均勻增加，汽車所受阻力不變，牽引力不變，汽車做勻加速直線運動；汽車的功率在t1時

9、刻達(dá)到額定功率，根據(jù)P=Fv,速度繼續(xù)增大，牽引力減小，則加速度減小，則在tlt2時間內(nèi)汽車做加速度減小的加速運動，故B錯誤.在t2t3時間內(nèi)，汽車已達(dá)到最大速度，且功率保持不變，汽車一定做勻速直線運動，故C正確.由此分析知，在發(fā)動機功率達(dá)到額定功率前，汽車先做勻加速運動，后做加速度減小的變加速運動，故D錯誤.-6.汽車上坡的時候，司機必須換擋，其目的是A. 減小速度，得到較小的牽引力B. 增大速度，得到較小的牽引力C. 減小速度，得到較大的牽引力D. 增大速度，得到較大的牽引力-6.一輛小車在水平面上做勻速直線運動，從某時刻起，小車所受牽引力和阻力隨時間變化的規(guī)律如圖7-3-7所示，則作用在

10、小車上F的牽引力F的功率隨時間變化的規(guī)律是下圖中的°()圖7-3-7答案D解析車所受的牽引力和阻力包定，所以車做勻加速直線運動，牽引力的功率F(V0+at),故選項D正確.針對訓(xùn)練2汽車在平直公路上以速度V。勻速行駛，發(fā)動機功率為P,快進(jìn)入鬧市區(qū)時，司機減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛.下面四個圖象中，哪個圖象正確表示了從司機減小油門開始，汽車的速度與時間的關(guān)系.答案C解析汽車在勻速行駛時牽引力等于阻力，而當(dāng)功率減半時速度不變，由此可知牽引力減半，故阻力大FfF于牽引力，汽車將減速，因功率怛te,故做變減速您動，而牽引力變大，由a=知加速度逐漸減小.當(dāng)m牽引力

11、等于阻力后，汽車將做勻速運動.由以上分析可知C項正確.A. 汽車在水平公路上以額定功率做直線運動，速度為3m/s時的加速度為6m/s時的3倍，若汽車受到的阻力不變，由此可求得()A.汽車的最大速度汽車受到的阻力汽車的額定功率D.速度從3m/s增大到6m/s所用的時間答案A解析設(shè)額定功率為P,則速度為3m/s時的牽引力Fi=，速度為6m/s時，牽引力為2=£.vi3V26P根據(jù)牛頓第一7E律礙，F(xiàn)i-Ff=3（F2Ff）,解得Ff=泛因為牽引力與阻力相等時，速度最大，貝UF=FfP=，知取大速度為12m/s.因為功率未知，無法求出阻力，該您動為變加速您動，無法求出您動的時間.故VmA正確，B、C、D錯誤.質(zhì)量為m的汽車，其發(fā)動機額定功率為P.當(dāng)它開上一個傾角為。的斜坡時，受到的阻力為車重力的k倍，則車的最大速度為（）PA.mgsin0PA.mgsin0Pcos0C.mgPcos0B.:匚mgk+sin0PD.-mg(k+sin&#