高三物理二輪常見模型與方法強(qiáng)化專訓(xùn)專練專題12機(jī)車啟動(dòng)模型(原卷版+解析)

2023年高三物理二輪常見模型與方法強(qiáng)化專訓(xùn)專練專題12機(jī)車啟動(dòng)模型特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容目標(biāo)1高考真題（1T—5T）目標(biāo)2以恒定功率啟動(dòng)模型（6T—10T）目標(biāo)3以恒定加速度啟動(dòng)模型（11T—15T）目標(biāo)4有關(guān)機(jī)車啟動(dòng)問題的圖像問題（16T—20T）目標(biāo)5類機(jī)車啟動(dòng)模型（21T—25T）【特訓(xùn)典例】高考真題1．小明用額定功率為、最大拉力為的提升裝置，把靜置于地面的質(zhì)量為的重物豎直提升到高為的平臺(tái)，先加速再勻速，最后做加速度大小不超過的勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)平臺(tái)的速度剛好為零，取，則提升重物的最短時(shí)間為（）A．13.2s B．14.2s C．15.5s D．17.0s【答案】C【詳解】為了以最短時(shí)間提升重物，一開始先以最大拉力拉重物做勻加速上升，當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，保持功率不變直到重物達(dá)到最大速度，接著做勻速運(yùn)動(dòng)，最后以最大加速度做勻減速上升至平臺(tái)速度剛好為零，重物在第一階段做勻加速上升過程，根據(jù)牛頓第二定律可得當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，設(shè)重物的速度為，則有此過程所用時(shí)間和上升高度分別為；重物以最大速度勻速時(shí)，有重物最后以最大加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和上升高度分別為；設(shè)重物從結(jié)束勻加速運(yùn)動(dòng)到開始做勻減速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為，該過程根據(jù)動(dòng)能定理可得又聯(lián)立解得故提升重物的最短時(shí)間為，C正確，ABD錯(cuò)誤；故選C。2．“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組用多節(jié)車廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的。總質(zhì)量為的動(dòng)車組在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車組有四節(jié)動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為，若動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比（，為常量），動(dòng)車組能達(dá)到的最大速度為。下列說法正確的是（）A．動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)過程中，牽引力恒定不變B．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車組從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)C．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為，則動(dòng)車組勻速行駛的速度為D．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間達(dá)到最大速度，則這一過程中該動(dòng)車組克服阻力做的功為【答案】C【詳解】A．對(duì)動(dòng)車由牛頓第二定律有若動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)，即加速度恒定，但隨速度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯(cuò)誤；B．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則總功率為4P，由牛頓第二定律有故可知加速啟動(dòng)的過程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯(cuò)誤；C．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為，則動(dòng)車組勻速行駛時(shí)加速度為零，有而以額定功率勻速時(shí)，有聯(lián)立解得故C正確；D．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間達(dá)到最大速度，由動(dòng)能定理可知可得動(dòng)車組克服阻力做的功為故D錯(cuò)誤；故選C。3．如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，在水平段以恒定功率、速度勻速行駛，在斜坡段以恒定功率、速度勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為，，段的傾角為，重力加速度g取，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的有（）A．從M到N，小車牽引力大小為 B．從M到N，小車克服摩擦力做功C．從P到Q，小車重力勢(shì)能增加 D．從P到Q，小車克服摩擦力做功【答案】ABD【詳解】A．小車從M到N，依題意有代入數(shù)據(jù)解得故A正確；B．依題意，小車從M到N，因勻速，小車所受的摩擦力大小為則摩擦力做功為則小車克服摩擦力做功為800J，故B正確；C．依題意，從P到Q，重力勢(shì)能增加量為故C錯(cuò)誤；D．依題意，小車從P到Q，摩擦力為f2，有摩擦力做功為；聯(lián)立解得則小車克服摩擦力做功為700J，故D正確。故選ABD。4．額定功率相同的甲、乙兩車在同一水平路面上從靜止啟動(dòng)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。兩車分別從和時(shí)刻開始以額定功率行駛，從和時(shí)刻開始牽引力均視為不變。若兩車行駛時(shí)所受的阻力大小與重力成正比，且比例系數(shù)相同，則（）A．甲車的總重比乙車大 B．甲車比乙車先開始運(yùn)動(dòng)C．甲車在時(shí)刻和乙車在時(shí)刻的速率相同 D．甲車在時(shí)刻和乙車在時(shí)刻的速率相同【答案】ABC【詳解】A．根據(jù)題述，兩車額定功率P相同，勻速運(yùn)動(dòng)后牽引力等于阻力，因此甲車阻力大于乙車阻力，根據(jù)甲車時(shí)刻后和乙車時(shí)刻后兩車牽引力不變，甲車牽引力大于乙車可知可知甲車的總重比乙車大，故A正確；B．如圖所示甲車在A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻牽引力與阻力瞬間相等，所以甲車從這個(gè)時(shí)刻開始，做加速運(yùn)動(dòng)；乙車在B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻牽引力與阻力瞬間相等，乙車從這個(gè)時(shí)刻開始加速，所以甲車比乙車先開始運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．兩車分別從和時(shí)刻開始以額定功率行駛，這兩個(gè)時(shí)刻，兩車的牽引力等大，由可知，甲車在時(shí)刻和乙車在時(shí)刻的速率相同，故C正確；D．時(shí)刻甲車達(dá)到最大速度，時(shí)刻乙車達(dá)到最大速度，根據(jù)汽車的額定功率可知由于甲車的總重比乙車大，所以甲車在時(shí)刻的速率小于乙車在時(shí)刻的速率，故D錯(cuò)誤。故選ABC。5．復(fù)興號(hào)動(dòng)車在世界上首次實(shí)現(xiàn)速度350km/h自動(dòng)駕駛功能，成為我國(guó)高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標(biāo)志性成果。一列質(zhì)量為m的動(dòng)車，初速度為，以恒定功率P在平直軌道上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t達(dá)到該功率下的最大速度，設(shè)動(dòng)車行駛過程所受到的阻力F保持不變。動(dòng)車在時(shí)間t內(nèi)（

）A．做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．加速度逐漸減小C．牽引力的功率 D．牽引力做功【答案】BC【詳解】AB．動(dòng)車的功率恒定，根據(jù)可知?jiǎng)榆嚨臓恳p小，根據(jù)牛頓第二定律得可知?jiǎng)榆嚨募铀俣葴p小，所以動(dòng)車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確；C．當(dāng)加速度為0時(shí)，牽引力等于阻力，則額定功率為，C正確；D．動(dòng)車功率恒定，在時(shí)間內(nèi)，牽引力做功為根據(jù)動(dòng)能定理得，D錯(cuò)誤。故選BC。以恒定功率啟動(dòng)模型6．一輛質(zhì)量為m的汽車，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，行駛過程中受到的阻力大小一定，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率恒為P，經(jīng)過時(shí)間t，汽車能夠達(dá)到的最大速度為v。則（

）A．當(dāng)汽車的速度大小為時(shí)，汽車的加速度的大小為B．汽車速度達(dá)到的過程中，牽引力做的功為C．汽車速度達(dá)到的過程中，汽車行駛的距離為D．汽車速度達(dá)到的過程中，牽引力做的功為【答案】A【詳解】A．由題意，汽車行駛過程中受到的阻力大小為當(dāng)汽車的速度大小為時(shí)，汽車的牽引力大小為設(shè)此時(shí)汽車的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有解得故A正確；B．汽車以恒定功率啟動(dòng)，隨著速度的增大，牽引力減小，合外力減小，則加速度減小，當(dāng)速度達(dá)到最大值時(shí)，加速度為零，其大致的v-t圖像如圖所示，可知當(dāng)汽車速度達(dá)到時(shí)，所經(jīng)歷的的時(shí)間小于，所以該過程中牽引力做的功小于，故B錯(cuò)誤；C．v-t圖像與t軸所圍的面積表示位移，根據(jù)v-t圖像可知，汽車速度達(dá)到的過程中，汽車行駛的距離大于，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)動(dòng)能定理可知可得故D錯(cuò)誤。故選A。7．目前，我國(guó)在人工智能和無人駕駛技術(shù)方面已取得較大突破。為測(cè)驗(yàn)?zāi)稠?xiàng)無人駕駛技術(shù)，某公司對(duì)一款無人駕駛汽車的性能進(jìn)行了測(cè)試：讓質(zhì)量為m的汽車沿一山坡直線行駛，測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，下坡時(shí)若關(guān)掉油門，則汽車的速度大小保持不變；若以恒定的功率P上坡，則汽車從靜止啟動(dòng)做加速運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s時(shí)速度剛好達(dá)到最大值。設(shè)汽車在上坡和下坡過程中所受阻力的大小保持不變，下列說法正確的是（）A．關(guān)掉油門后的下坡過程，汽車的機(jī)械能守恒B．關(guān)掉油門后的下坡過程，坡面對(duì)汽車的沖量為零C．上坡過程中，當(dāng)汽車速度達(dá)到時(shí)，加速度D．上坡過程中，汽車的速度由0增至所用的時(shí)間【答案】C【詳解】A．關(guān)掉油門后的下坡過程，汽車的速度不變、動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，則汽車的機(jī)械能減小，A錯(cuò)誤；B．關(guān)掉油門后的下坡過程，坡面對(duì)車的作用力不為零，時(shí)間不為零，故坡面對(duì)汽車的沖量不為零，B錯(cuò)誤；C．下坡時(shí)，由題意得上坡過程中達(dá)到最大速度時(shí)當(dāng)速度達(dá)到最大速度一半時(shí)其中解得，C正確；D．設(shè)汽車速度由0增至vm，所用的時(shí)間為，根據(jù)動(dòng)能定理可得解得D錯(cuò)誤。故選C。8．如圖所示為汽車上坡時(shí)的情景，假設(shè)汽車的質(zhì)量為m，斜坡傾角為θ，運(yùn)動(dòng)過程中汽車受到大小恒為的阻力作用，牽引力的功率恒為P，重力加速度為g，則在汽車上升高度h的過程中，下列說法正確的是（）A．汽車可能做減速運(yùn)動(dòng)B．汽車勻速上坡時(shí)，牽引力大小等于阻力C．牽引力做功的功率大于阻力做功的功率D．牽引力做的功可能大于【答案】AD【詳解】AB．根據(jù)題意，對(duì)汽車受力分析，設(shè)汽車的牽引力為，若汽車勻速上坡時(shí)，則有由公式可得，此時(shí)汽車的速度為由于不變，則與成反比，若汽車開始上坡時(shí)的速度則有汽車做減速運(yùn)動(dòng)，若汽車開始上坡時(shí)的速度則有汽車做加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，A正確；D．根據(jù)題意，設(shè)汽車的初速度為，末速度為，牽引力做功為，汽車上升高度h的過程中，由動(dòng)能定理有若汽車做加速運(yùn)動(dòng)，則有若汽車做減速運(yùn)動(dòng)，則有若汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，則有故D正確；C．由上述分析可知，若汽車做加速運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力做功大于阻力做功，則牽引力做功的功率大于阻力做功的功率，若汽車做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，無法比較牽引力做功與阻力做功的大小關(guān)系，也就無法確定牽引力做功的功率與阻力做功的功率的大小關(guān)系，故C錯(cuò)誤。故選AD。9．有一輛新型電動(dòng)汽車，總質(zhì)量為1000kg。行駛中，該車速度在14~20m/s范圍內(nèi)保持恒定功率20kW不變。一位同學(xué)坐在駕駛員旁邊觀察車內(nèi)里程表和速度表，記錄了該車在位移120~400m范圍內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的一組數(shù)據(jù)如下表，設(shè)汽車在上述范圍內(nèi)受到的阻力大小不變，則（）s/m12016020024028032036040014.516.518.019.019.720.020.020.0A．該汽車受到的阻力為1000NB．該車速度在14~20m/s范圍內(nèi)可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．位移120~320m過程牽引力所做的功約為D．位移120~320m過程經(jīng)歷時(shí)間約為14.75s【答案】AD【詳解】A．汽車保持恒定功率，當(dāng)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，則故A正確；B．在14~20m/s范圍內(nèi)，功率不變，由可知隨著速度的增加，汽車牽引力變小，由牛頓第二定律可知，汽車加速度減小，故B錯(cuò)誤；C．由動(dòng)能定理可知解得故C錯(cuò)誤；D．由可知故D正確。故選AD。10．質(zhì)量為m的平衡車進(jìn)行空載測(cè)試時(shí)，以大小為的初速度在水平地面上沿直線做加速運(yùn)動(dòng)，平衡車受到的阻力恒為車重的k倍，電動(dòng)機(jī)輸出功率恒為額定功率P，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．平衡車達(dá)到的最大速度為B．平衡車達(dá)到的最大速度為C．平衡車初始時(shí)的加速度大小為D．平衡車初始時(shí)的加速度大小為【答案】AC【詳解】A．平衡車的速度達(dá)到最大時(shí)，牽引力與阻力大小相等，加速度為零，由可知平衡車達(dá)到的最大速度為故A正確，B錯(cuò)誤；CD．初始時(shí)，由牛頓第二定律有解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。以恒定加速度啟動(dòng)模型11．2016年11月，武漢首條有軌電車線路——大漢陽地區(qū)現(xiàn)代有軌電車試驗(yàn)線軌道鋪設(shè)已經(jīng)完成，軌道全線貫通，全面轉(zhuǎn)入機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試階段?，F(xiàn)已知質(zhì)量為M的電車由靜止出發(fā)作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t后，該有軌電車的運(yùn)行里程為L(zhǎng)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)恰好到達(dá)額定功率P，有軌電車所受的阻力恒定，達(dá)到額定功率后，列車保持額定功率做變加速運(yùn)動(dòng)，最后以勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)此下列說法不正確的是（）A．有軌電車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為B．有軌電車所受阻力為C．到達(dá)速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做功為D．存在關(guān)系式=【答案】C【詳解】A．因?yàn)殡娷囉伸o止出發(fā)作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t后，該有軌電車的運(yùn)行里程為L(zhǎng)，根據(jù)位移與加速度的關(guān)系可得解得有軌電車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為，A不符合題意；B．由題意，根據(jù)牛頓第二定律可得又根據(jù)位移與加速度的關(guān)系可得解得有軌電車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為整理可得故可得有軌電車所受阻力為B不符合題意；C．到達(dá)速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做功為轉(zhuǎn)化為電車的動(dòng)能和克服阻力做的功，可知發(fā)動(dòng)機(jī)做功大于動(dòng)能的增加量，C符合題意；D．當(dāng)電車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力和動(dòng)力相等，故可得=，D不符合題意；故選C。12．某國(guó)產(chǎn)汽車輸出的最大功率為P0，試車員駕車在某段平直路面上由靜止開始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，汽車受到的阻力恒為f。已知試車員和汽車的總質(zhì)量為m，從啟動(dòng)到剛開始以最大功率勻速運(yùn)動(dòng)用時(shí)為t，則（）A．汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力逐漸增大B．汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與時(shí)間成正比C．汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為D．汽車的最大速度為【答案】B【詳解】A．汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中，由牛頓第二定律可得故牽引力恒定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)選項(xiàng)B正確；C．根據(jù)可得勻加速能達(dá)到的最大速度為汽車勻加速達(dá)到最大速度所用的時(shí)間選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)達(dá)到最大速度，此時(shí)選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。13．國(guó)家十三五規(guī)劃中提出實(shí)施新能源汽車推廣計(jì)劃，提高電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化水平。某款電動(dòng)概念車質(zhì)量為m，在一段平直公路上由靜止勻加速啟動(dòng)，加速度大小為a，經(jīng)時(shí)間t達(dá)到額定功率。若汽車運(yùn)動(dòng)過程中阻力恒為f，則下列說法中正確的是（）A．牽引力做的功為 B．牽引力做的功為C．該汽車的額定功率為 D．該汽車的額定功率為【答案】AD【詳解】AB．假定勻加速運(yùn)動(dòng)階段的牽引力大小為F，則根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得則有則期間牽引力做功為故A正確，B錯(cuò)誤；CD．依題意，達(dá)到額定功率時(shí)的汽車的速率大小為則汽車額定功率大小為故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。14．汽車質(zhì)量為，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為，汽車在水平路面上行駛時(shí)受到阻力為車重的0.2倍，g取，若汽車從靜止開始保持的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了，直到獲得最大速度后才勻速行駛，則下列說法正確的是（）A．汽車在水平路面上能達(dá)到的最大速度為B．汽車勻加速的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為C．當(dāng)汽車速度達(dá)到時(shí)，汽車的加速度為D．汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間為【答案】AC【詳解】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率由題意知，阻力A．當(dāng)汽車有最大速度時(shí)，此時(shí)牽引力與阻力二力平衡，由得汽車的最大速度故A正確；B．當(dāng)時(shí)，勻加速結(jié)束，則有根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得由得汽車勻加速的運(yùn)動(dòng)時(shí)間故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)速度時(shí)，由得此時(shí)的牽引力則汽車的加速度故C正確；D．設(shè)勻加速結(jié)束后到最大速度運(yùn)行800m過程所用的時(shí)間為，根據(jù)動(dòng)能定理代入數(shù)據(jù)解得則汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間故D錯(cuò)誤。故選AC。15．某型號(hào)汽車行駛過程中，t=0時(shí)，功率為P，速度為v，加速度大小為a，并開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t=t0時(shí)，它的功率達(dá)到2P，在t0<t<2t0之間的某時(shí)刻，汽車達(dá)到額定功率。汽車受到的阻力保持不變，則（）A．汽車行駛過程中，受到的阻力大小為B．從t=0到t=t0，牽引力做的功為C．從t=0到t=t0，汽車的位移為D．汽車的額定功率應(yīng)小于3P【答案】BD【詳解】A．t=t0時(shí)，牽引力為由牛頓第二定律可得汽車受到的阻力為，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．從t=0到t=t0，由于P=FV=F（v+at）得功率線性增大，平均功率為牽引力做的功為故選項(xiàng)B正確；C．從t=0到t=t0，汽車牽引力不變，則當(dāng)功率為2P時(shí)的速度為2v，則汽車的位移為不等于，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．若在t=2t0時(shí)達(dá)到額定功率，則額定功率為所以汽車的額定功率應(yīng)小于3P，故選項(xiàng)D正確。故選BD。有關(guān)機(jī)車啟動(dòng)問題的圖像問題16．一輛汽車在平直公路上以恒定功率勻速行駛，行駛的速度為。由于前方出現(xiàn)險(xiǎn)情，汽車要減速慢行，駕駛員在時(shí)刻將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率減半，以的恒定功率行駛到時(shí)刻通過險(xiǎn)情區(qū)之后，駕駛員立即將功率增大到，以恒定功率繼續(xù)向前行駛到時(shí)刻，整個(gè)過程汽車所受阻力恒為f，則在這段時(shí)間內(nèi)，汽車的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像可能是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】在時(shí)間內(nèi)，汽車以功率勻速行駛，即行駛的速度為，即則圖為一條橫線；在時(shí)間內(nèi)，在時(shí)刻將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率減半，但汽車速度仍為，汽車牽引力減為原來的一半，阻力不變，則汽車開始做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，由牛頓第二定律得速度減小，則加速度減小，故汽車做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，圖的斜率減小，當(dāng)汽車的速度減到時(shí)，汽車牽引力再次等于阻力，汽車再次勻速直線運(yùn)動(dòng)；在時(shí)間內(nèi)，汽車瞬間功率恢復(fù)到的瞬間，汽車速度仍為，則汽車牽引力為則汽車開始做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，由牛頓第二定律可知，v增大，則a2減小，故做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，則圖的斜率減小，當(dāng)汽車速度增加到時(shí)，汽車牽引力等于阻力，汽車再次勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。故選B。17．質(zhì)量為m的新能源汽車從靜止開始沿平直公路勻加速啟動(dòng)，最后以額定功率做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力F隨速度v變化的圖像如圖所示，已知汽車額定功率為P，受到的阻力大小恒為f，則（）A．汽車的最大速度大小為 B．汽車勻加速階段的加速度大小為C．汽車勻加速階段用時(shí)為 D．汽車勻加速階段前進(jìn)的距離為【答案】C【詳解】A．汽車勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，則有解得汽車的最大速度大小為故A錯(cuò)誤；B．汽車勻加速階段的牽引力為有得故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)榻獾闷噭蚣铀匐A段用時(shí)為故C正確；D．汽車在勻加速階段前進(jìn)的距離為故D錯(cuò)誤。故選C。18．2022年北京冬奧會(huì)上運(yùn)行了超1000輛氫能源汽車，是全球最大規(guī)模的一次燃料電池汽車示范，體現(xiàn)了綠色環(huán)保理念。質(zhì)量為m的氫能源汽車在平直的公路上由靜止啟動(dòng)，汽車運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖甲所示，汽車牽引力的功率與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。設(shè)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力不變，下列說法正確的是（）A．汽車所受阻力大小為B．汽車的最大牽引力為C．汽車車速為時(shí)，它的加速度大小為D．汽車車速?gòu)脑龃蟮降倪^程中，牽引力對(duì)汽車做的功為【答案】C【詳解】A．汽車速度達(dá)到最大時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，A錯(cuò)誤；B．汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力最大且保持不變，但功率達(dá)到最大功率時(shí)有由圖像可知，勻加速的加速度為解得，B錯(cuò)誤；C．汽車車速為時(shí)，由牛頓第二定律得解得，C正確；D．汽車車速?gòu)脑龃蟮降倪^程中，由動(dòng)能定理得可知汽車車速?gòu)脑龃蟮降倪^程中，牽引力對(duì)汽車做的功大于；故選C。19．下列各圖是反映汽車（額定功率為）從靜止開始勻加速啟動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，其加速度、牽引力、功率隨速度變化的圖像和速度時(shí)間圖像，其中不正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】ABC．汽車從靜止開始勻加速啟動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得可知牽引力在勻加速階段保持不變，由公式可知在勻加速階段，功率與速度成正比，隨著速度的增大而增大，當(dāng)時(shí)，功率保持不變，設(shè)此時(shí)的速度為，則有之后牽引力減小，加速度減小，速度繼續(xù)增加，汽車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力時(shí)，加速度為零，故A錯(cuò)誤，BC正確；D．汽車先勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，且由分析知，勻加速結(jié)束的速度為之后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后汽車速度達(dá)到最大，為之后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D正確。故選A。20．一輛汽車質(zhì)量為3×103kg，額定功率為8×104W，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大牽引力為8×103N。該汽車在水平路面由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒定。汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的速度為,之后做變加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到的最大速度為。其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)過程中汽車的最大速度=B．汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)中的加速度的大小為C．當(dāng)汽車速度為8m/s時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為D．該汽車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過85s達(dá)到最大速度，汽車在BC段牽引力所做的功為【答案】AB【詳解】A．由圖像可知，當(dāng)達(dá)到最大速度v2時(shí)，牽引力為2×103N，此時(shí)汽車功率為額定功率，且阻力等于牽引力，即有且解得故A正確；B．由圖像可知當(dāng)速度為v1時(shí)，汽車的牽引力為8×103N，故此時(shí)根據(jù)牛頓第二定律可得帶入數(shù)據(jù)可得故B正確；C．當(dāng)車速達(dá)到v1時(shí)，結(jié)合圖像分析可知，此時(shí)汽車的功率恰好達(dá)到額定功率，故有解得故當(dāng)汽車速度為8m/s時(shí)，汽車還處于勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段，故由圖知牽引力仍為8×103N，故故C錯(cuò)誤；D．汽車由靜止加速到v1所需時(shí)間為由圖可知，BC段汽車的功率不變，且均為額定功率，故此過程牽引力所做功為故D錯(cuò)誤。故選AB。類機(jī)車啟動(dòng)模型21．單兵飛行器使得人類像鳥兒一樣自由飛行的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。某士兵駕駛單兵飛行器（由燃油背包和腳下的噴射器組成）在無風(fēng)的晴朗天氣里沿水平方向勻速飛行，場(chǎng)景如圖所示。噴射器引擎沿士兵身體所在直線向下噴氣，士兵身體與水平面的夾角為，受到的空氣阻力大?。ㄆ渲衚為常量，v是飛行速度的大小），不計(jì)噴氣過程燃油的減少，裝備及士兵質(zhì)量為m，則噴射器克服阻力的功率為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】士兵受重力mg、空氣阻力f以及噴射器的推力F而處于平衡狀態(tài)，如圖所示，根據(jù)平衡條件可得；噴射器克服阻力的功率為由題意知聯(lián)立解得故選B。22．如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過輕繩和輕質(zhì)動(dòng)滑輪拉起質(zhì)量為m的重物，重物原本靜止，某一時(shí)刻電動(dòng)機(jī)開始以恒定的輸出功率（即指向外界提供的功率）工作。已知重力加速度為g，輕繩足夠長(zhǎng)，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，忽略滑輪和輕繩的質(zhì)量。以下說法正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于重物重力勢(shì)能的變化率B．若電動(dòng)機(jī)輸出功率為P，重物速度為v時(shí)，重物的加速度為C．若經(jīng)過時(shí)間t，重物的瞬時(shí)速度為v，那么重物上升的高度為D．若電動(dòng)機(jī)輸出功率為P，重物上升了高度h用時(shí)為t，那么重物此時(shí)的速度為【答案】B【詳解】A．電動(dòng)機(jī)的功率等于重物機(jī)械能的變化率，故A錯(cuò)誤；B．假設(shè)電動(dòng)機(jī)功率為P，重物速度為v時(shí)，電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速率為2v，繩中拉力大小為重物的加速度為故B正確；C．隨速度的增加，加速度減小，即重物做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，則重物上升的高度不等于，故C錯(cuò)誤；D．由動(dòng)能定理可得，若重物上升了高度h用時(shí)為t電動(dòng)機(jī)做功為Pt，則重物此時(shí)的速度為故D錯(cuò)誤。故選B。23．塔式起重機(jī)常用于修建高層建筑，在起重機(jī)將質(zhì)量為的重物沿豎直方向吊起，重物先勻加速上升，輸出功率達(dá)到額定功率后保持不變，整個(gè)過程中輸出功率隨時(shí)間的變化如圖乙所示。重力加速度為。則（）A．時(shí)間內(nèi)，重物增加的動(dòng)能為 B．時(shí)間內(nèi)，重物增加的機(jī)械能為C．時(shí)刻，重物的加速度為 D．時(shí)刻，重物的加速度為【答案】BC【詳解】A．圖線與時(shí)間軸所圍的面積表示拉力所做的功，時(shí)間內(nèi)，據(jù)動(dòng)能定理可得故重物增加的動(dòng)能小于，A錯(cuò)誤；B．除重力外的其他力所做的功等于機(jī)械能的變化量，結(jié)合A解析可知，時(shí)間內(nèi)，重物增加的機(jī)械能為，B正確；CD．時(shí)間內(nèi)重物勻加速上升，時(shí)刻的速度為據(jù)牛頓第二定律可得其中聯(lián)立解得另一解為負(fù)值，不符題意，舍去，C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。24．一種升降電梯的原理如圖所示，A為電梯的轎廂，B為平衡配重。在某次運(yùn)行時(shí)A（含乘客）、B的質(zhì)量分別為M＝1000kg和m＝800kg。A、B由跨過輕質(zhì)滑輪的足夠長(zhǎng)輕質(zhì)纜繩連接。電動(dòng)機(jī)通過牽引繩向下拉配重B，使得電梯的轎廂由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)輸出功率P＝2kW保持不變。不計(jì)空氣阻力和摩擦阻力，。在A向上運(yùn)動(dòng)過程中，求：（1）轎廂A能達(dá)到的最大速度；（2）轎廂A向上的加速度為時(shí)，配重B下端的牽引繩上拉力F大??；（3）廂體A從靜止開始到上升的高度為5m時(shí)（箱體已處于勻速狀態(tài)），試求該過程中所用的時(shí)間t?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）當(dāng)轎廂A能達(dá)到的最大速度時(shí)，轎廂A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)電動(dòng)機(jī)的牽引力為，則又聯(lián)合解得（2）轎廂A向上的加速度為時(shí)，設(shè)A、B之間繩子的拉力為T，由牛頓第二定律可得聯(lián)立解得（3）由于箱體已經(jīng)處于勻速狀態(tài)，因此此時(shí)箱體的速度為，根據(jù)動(dòng)能定理可解得25．如圖1所示，某同學(xué)用輕繩通過定滑輪提升一重物，運(yùn)用傳感器（未在圖中畫出）測(cè)得此過程中不同時(shí)刻被提升重物的速度v與對(duì)輕繩的拉力F，并描繪出圖象。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)所得的圖象如圖2所示，其中線段AB與v軸平行，它反映了被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和的關(guān)系；線段BC的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)，它反映了被提升重物在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)v和的關(guān)系；第三個(gè)時(shí)間段內(nèi)拉力F和速度v均為C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的大小保持不變，因此圖象上沒有反映。實(shí)驗(yàn)中還測(cè)得重物由靜止開始經(jīng)過t=1.4s，速度增加到vC=3.0m/s，此后物體做勻速運(yùn)動(dòng)。取重力加速度g=10m/s2，繩重及一切摩擦和阻力均可忽略不計(jì)。（1）試分析AB和BC段物體的速度、加速度分別如何變化，不需要說明理由；（2）試分析AB、BC段物體受到的拉力、拉力的功率是否變化，若不變，試求出其值；若變化，試說明如何變化；（3）試分析求解被提升重物在第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)和第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過的總路程?！敬鸢浮浚?）AB段速度不變加速度為零，BC段加速度減速度變大；（2）AB段拉力不變功率增大，F(xiàn)1=6.0N，BC段拉力減小功率不變，P=12W，說明見解析；（3）3.15m【詳解】(1)由圖2可知，當(dāng)重物速度達(dá)到vC=3.0m/s時(shí)，物體開始做勻速運(yùn)動(dòng)，即mg=F2=4.0N解得重物的質(zhì)量第一時(shí)間段內(nèi)重物所受拉力保持不變，且拉力F1=6.0N，所以其加速度也保持不變，據(jù)牛頓第二定律有F1-mg=ma解得加速度為a=5.0m/s2勻加速所用時(shí)間為=s=0.40s在第二段時(shí)間內(nèi)，圖線斜率不變，則拉力的功率保持不變P=F1vB=12W隨著速度的增大，拉力減小，加速度減小，當(dāng)拉力等于重力時(shí)，加速度為零，重物速度達(dá)到最大，然后以vC=3.0m/s做勻速運(yùn)動(dòng)，故重物在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為5.0m/s2，經(jīng)歷時(shí)間為0.4s，最后速度達(dá)到2m/s；在BC段做加速度逐漸變小的加速運(yùn)動(dòng)，最后拉力等于重力，加速度為零，速度達(dá)到最大3m/s。(2)由上述分析可知，重物在AB段拉力不變，速度增大，由P=Fv知拉力的功率增大；重物在BC段功率不變，功率為12W，拉力逐漸減小，最后拉力等于重力，加速度為零，速度達(dá)到最大3m/s。(3)設(shè)第一段時(shí)間內(nèi)重物的位移為x1，則x1=at12=0.40m設(shè)第二段時(shí)間為t2，可知t2=t-t1=1.0s重物在t2這段時(shí)間內(nèi)的位移為x2，根據(jù)動(dòng)能定理有Pt2-mgx2=解得x2=2.75m所以被提升重物在第一時(shí)間段內(nèi)和第二時(shí)間段內(nèi)通過的總路程為x=x1+x2=3.15m2023年高三物理二輪常見模型與方法強(qiáng)化專訓(xùn)專練專題12機(jī)車啟動(dòng)模型特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容目標(biāo)1高考真題（1T—5T）目標(biāo)2以恒定功率啟動(dòng)模型（6T—10T）目標(biāo)3以恒定加速度啟動(dòng)模型（11T—15T）目標(biāo)4有關(guān)機(jī)車啟動(dòng)問題的圖像問題（16T—20T）目標(biāo)5類機(jī)車啟動(dòng)模型（21T—25T）【特訓(xùn)典例】高考真題1．小明用額定功率為、最大拉力為的提升裝置，把靜置于地面的質(zhì)量為的重物豎直提升到高為的平臺(tái)，先加速再勻速，最后做加速度大小不超過的勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)平臺(tái)的速度剛好為零，取，則提升重物的最短時(shí)間為（）A．13.2s B．14.2s C．15.5s D．17.0s【答案】C【詳解】為了以最短時(shí)間提升重物，一開始先以最大拉力拉重物做勻加速上升，當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，保持功率不變直到重物達(dá)到最大速度，接著做勻速運(yùn)動(dòng)，最后以最大加速度做勻減速上升至平臺(tái)速度剛好為零，重物在第一階段做勻加速上升過程，根據(jù)牛頓第二定律可得當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí)，設(shè)重物的速度為，則有此過程所用時(shí)間和上升高度分別為；重物以最大速度勻速時(shí)，有重物最后以最大加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和上升高度分別為；設(shè)重物從結(jié)束勻加速運(yùn)動(dòng)到開始做勻減速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為，該過程根據(jù)動(dòng)能定理可得又聯(lián)立解得故提升重物的最短時(shí)間為，C正確，ABD錯(cuò)誤；故選C。2．“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組用多節(jié)車廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的。總質(zhì)量為的動(dòng)車組在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車組有四節(jié)動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為，若動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比（，為常量），動(dòng)車組能達(dá)到的最大速度為。下列說法正確的是（）A．動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)過程中，牽引力恒定不變B．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車組從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)C．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為，則動(dòng)車組勻速行駛的速度為D．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間達(dá)到最大速度，則這一過程中該動(dòng)車組克服阻力做的功為【答案】C【詳解】A．對(duì)動(dòng)車由牛頓第二定律有若動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)，即加速度恒定，但隨速度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯(cuò)誤；B．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則總功率為4P，由牛頓第二定律有故可知加速啟動(dòng)的過程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯(cuò)誤；C．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為，則動(dòng)車組勻速行駛時(shí)加速度為零，有而以額定功率勻速時(shí)，有聯(lián)立解得故C正確；D．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間達(dá)到最大速度，由動(dòng)能定理可知可得動(dòng)車組克服阻力做的功為故D錯(cuò)誤；故選C。3．如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，在水平段以恒定功率、速度勻速行駛，在斜坡段以恒定功率、速度勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為，，段的傾角為，重力加速度g取，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的有（）A．從M到N，小車牽引力大小為 B．從M到N，小車克服摩擦力做功C．從P到Q，小車重力勢(shì)能增加 D．從P到Q，小車克服摩擦力做功【答案】ABD【詳解】A．小車從M到N，依題意有代入數(shù)據(jù)解得故A正確；B．依題意，小車從M到N，因勻速，小車所受的摩擦力大小為則摩擦力做功為則小車克服摩擦力做功為800J，故B正確；C．依題意，從P到Q，重力勢(shì)能增加量為故C錯(cuò)誤；D．依題意，小車從P到Q，摩擦力為f2，有摩擦力做功為；聯(lián)立解得則小車克服摩擦力做功為700J，故D正確。故選ABD。4．額定功率相同的甲、乙兩車在同一水平路面上從靜止啟動(dòng)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。兩車分別從和時(shí)刻開始以額定功率行駛，從和時(shí)刻開始牽引力均視為不變。若兩車行駛時(shí)所受的阻力大小與重力成正比，且比例系數(shù)相同，則（）A．甲車的總重比乙車大 B．甲車比乙車先開始運(yùn)動(dòng)C．甲車在時(shí)刻和乙車在時(shí)刻的速率相同 D．甲車在時(shí)刻和乙車在時(shí)刻的速率相同【答案】ABC【詳解】A．根據(jù)題述，兩車額定功率P相同，勻速運(yùn)動(dòng)后牽引力等于阻力，因此甲車阻力大于乙車阻力，根據(jù)甲車時(shí)刻后和乙車時(shí)刻后兩車牽引力不變，甲車牽引力大于乙車可知可知甲車的總重比乙車大，故A正確；B．如圖所示甲車在A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻牽引力與阻力瞬間相等，所以甲車從這個(gè)時(shí)刻開始，做加速運(yùn)動(dòng)；乙車在B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻牽引力與阻力瞬間相等，乙車從這個(gè)時(shí)刻開始加速，所以甲車比乙車先開始運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．兩車分別從和時(shí)刻開始以額定功率行駛，這兩個(gè)時(shí)刻，兩車的牽引力等大，由可知，甲車在時(shí)刻和乙車在時(shí)刻的速率相同，故C正確；D．時(shí)刻甲車達(dá)到最大速度，時(shí)刻乙車達(dá)到最大速度，根據(jù)汽車的額定功率可知由于甲車的總重比乙車大，所以甲車在時(shí)刻的速率小于乙車在時(shí)刻的速率，故D錯(cuò)誤。故選ABC。5．復(fù)興號(hào)動(dòng)車在世界上首次實(shí)現(xiàn)速度350km/h自動(dòng)駕駛功能，成為我國(guó)高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標(biāo)志性成果。一列質(zhì)量為m的動(dòng)車，初速度為，以恒定功率P在平直軌道上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t達(dá)到該功率下的最大速度，設(shè)動(dòng)車行駛過程所受到的阻力F保持不變。動(dòng)車在時(shí)間t內(nèi)（

）A．做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．加速度逐漸減小C．牽引力的功率 D．牽引力做功【答案】BC【詳解】AB．動(dòng)車的功率恒定，根據(jù)可知?jiǎng)榆嚨臓恳p小，根據(jù)牛頓第二定律得可知?jiǎng)榆嚨募铀俣葴p小，所以動(dòng)車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確；C．當(dāng)加速度為0時(shí)，牽引力等于阻力，則額定功率為，C正確；D．動(dòng)車功率恒定，在時(shí)間內(nèi)，牽引力做功為根據(jù)動(dòng)能定理得，D錯(cuò)誤。故選BC。以恒定功率啟動(dòng)模型6．一輛質(zhì)量為m的汽車，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，行駛過程中受到的阻力大小一定，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率恒為P，經(jīng)過時(shí)間t，汽車能夠達(dá)到的最大速度為v。則（

）A．當(dāng)汽車的速度大小為時(shí)，汽車的加速度的大小為B．汽車速度達(dá)到的過程中，牽引力做的功為C．汽車速度達(dá)到的過程中，汽車行駛的距離為D．汽車速度達(dá)到的過程中，牽引力做的功為【答案】A【詳解】A．由題意，汽車行駛過程中受到的阻力大小為當(dāng)汽車的速度大小為時(shí)，汽車的牽引力大小為設(shè)此時(shí)汽車的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有解得故A正確；B．汽車以恒定功率啟動(dòng)，隨著速度的增大，牽引力減小，合外力減小，則加速度減小，當(dāng)速度達(dá)到最大值時(shí)，加速度為零，其大致的v-t圖像如圖所示，可知當(dāng)汽車速度達(dá)到時(shí)，所經(jīng)歷的的時(shí)間小于，所以該過程中牽引力做的功小于，故B錯(cuò)誤；C．v-t圖像與t軸所圍的面積表示位移，根據(jù)v-t圖像可知，汽車速度達(dá)到的過程中，汽車行駛的距離大于，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)動(dòng)能定理可知可得故D錯(cuò)誤。故選A。7．目前，我國(guó)在人工智能和無人駕駛技術(shù)方面已取得較大突破。為測(cè)驗(yàn)?zāi)稠?xiàng)無人駕駛技術(shù)，某公司對(duì)一款無人駕駛汽車的性能進(jìn)行了測(cè)試：讓質(zhì)量為m的汽車沿一山坡直線行駛，測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，下坡時(shí)若關(guān)掉油門，則汽車的速度大小保持不變；若以恒定的功率P上坡，則汽車從靜止啟動(dòng)做加速運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s時(shí)速度剛好達(dá)到最大值。設(shè)汽車在上坡和下坡過程中所受阻力的大小保持不變，下列說法正確的是（）A．關(guān)掉油門后的下坡過程，汽車的機(jī)械能守恒B．關(guān)掉油門后的下坡過程，坡面對(duì)汽車的沖量為零C．上坡過程中，當(dāng)汽車速度達(dá)到時(shí)，加速度D．上坡過程中，汽車的速度由0增至所用的時(shí)間【答案】C【詳解】A．關(guān)掉油門后的下坡過程，汽車的速度不變、動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，則汽車的機(jī)械能減小，A錯(cuò)誤；B．關(guān)掉油門后的下坡過程，坡面對(duì)車的作用力不為零，時(shí)間不為零，故坡面對(duì)汽車的沖量不為零，B錯(cuò)誤；C．下坡時(shí)，由題意得上坡過程中達(dá)到最大速度時(shí)當(dāng)速度達(dá)到最大速度一半時(shí)其中解得，C正確；D．設(shè)汽車速度由0增至vm，所用的時(shí)間為，根據(jù)動(dòng)能定理可得解得D錯(cuò)誤。故選C。8．如圖所示為汽車上坡時(shí)的情景，假設(shè)汽車的質(zhì)量為m，斜坡傾角為θ，運(yùn)動(dòng)過程中汽車受到大小恒為的阻力作用，牽引力的功率恒為P，重力加速度為g，則在汽車上升高度h的過程中，下列說法正確的是（）A．汽車可能做減速運(yùn)動(dòng)B．汽車勻速上坡時(shí)，牽引力大小等于阻力C．牽引力做功的功率大于阻力做功的功率D．牽引力做的功可能大于【答案】AD【詳解】AB．根據(jù)題意，對(duì)汽車受力分析，設(shè)汽車的牽引力為，若汽車勻速上坡時(shí)，則有由公式可得，此時(shí)汽車的速度為由于不變，則與成反比，若汽車開始上坡時(shí)的速度則有汽車做減速運(yùn)動(dòng)，若汽車開始上坡時(shí)的速度則有汽車做加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，A正確；D．根據(jù)題意，設(shè)汽車的初速度為，末速度為，牽引力做功為，汽車上升高度h的過程中，由動(dòng)能定理有若汽車做加速運(yùn)動(dòng)，則有若汽車做減速運(yùn)動(dòng)，則有若汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，則有故D正確；C．由上述分析可知，若汽車做加速運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力做功大于阻力做功，則牽引力做功的功率大于阻力做功的功率，若汽車做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，無法比較牽引力做功與阻力做功的大小關(guān)系，也就無法確定牽引力做功的功率與阻力做功的功率的大小關(guān)系，故C錯(cuò)誤。故選AD。9．有一輛新型電動(dòng)汽車，總質(zhì)量為1000kg。行駛中，該車速度在14~20m/s范圍內(nèi)保持恒定功率20kW不變。一位同學(xué)坐在駕駛員旁邊觀察車內(nèi)里程表和速度表，記錄了該車在位移120~400m范圍內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的一組數(shù)據(jù)如下表，設(shè)汽車在上述范圍內(nèi)受到的阻力大小不變，則（）s/m12016020024028032036040014.516.518.019.019.720.020.020.0A．該汽車受到的阻力為1000NB．該車速度在14~20m/s范圍內(nèi)可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．位移120~320m過程牽引力所做的功約為D．位移120~320m過程經(jīng)歷時(shí)間約為14.75s【答案】AD【詳解】A．汽車保持恒定功率，當(dāng)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，則故A正確；B．在14~20m/s范圍內(nèi)，功率不變，由可知隨著速度的增加，汽車牽引力變小，由牛頓第二定律可知，汽車加速度減小，故B錯(cuò)誤；C．由動(dòng)能定理可知解得故C錯(cuò)誤；D．由可知故D正確。故選AD。10．質(zhì)量為m的平衡車進(jìn)行空載測(cè)試時(shí)，以大小為的初速度在水平地面上沿直線做加速運(yùn)動(dòng)，平衡車受到的阻力恒為車重的k倍，電動(dòng)機(jī)輸出功率恒為額定功率P，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．平衡車達(dá)到的最大速度為B．平衡車達(dá)到的最大速度為C．平衡車初始時(shí)的加速度大小為D．平衡車初始時(shí)的加速度大小為【答案】AC【詳解】A．平衡車的速度達(dá)到最大時(shí)，牽引力與阻力大小相等，加速度為零，由可知平衡車達(dá)到的最大速度為故A正確，B錯(cuò)誤；CD．初始時(shí)，由牛頓第二定律有解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。以恒定加速度啟動(dòng)模型11．2016年11月，武漢首條有軌電車線路——大漢陽地區(qū)現(xiàn)代有軌電車試驗(yàn)線軌道鋪設(shè)已經(jīng)完成，軌道全線貫通，全面轉(zhuǎn)入機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試階段?，F(xiàn)已知質(zhì)量為M的電車由靜止出發(fā)作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t后，該有軌電車的運(yùn)行里程為L(zhǎng)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)恰好到達(dá)額定功率P，有軌電車所受的阻力恒定，達(dá)到額定功率后，列車保持額定功率做變加速運(yùn)動(dòng)，最后以勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)此下列說法不正確的是（）A．有軌電車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為B．有軌電車所受阻力為C．到達(dá)速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做功為D．存在關(guān)系式=【答案】C【詳解】A．因?yàn)殡娷囉伸o止出發(fā)作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t后，該有軌電車的運(yùn)行里程為L(zhǎng)，根據(jù)位移與加速度的關(guān)系可得解得有軌電車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為，A不符合題意；B．由題意，根據(jù)牛頓第二定律可得又根據(jù)位移與加速度的關(guān)系可得解得有軌電車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為整理可得故可得有軌電車所受阻力為B不符合題意；C．到達(dá)速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做功為轉(zhuǎn)化為電車的動(dòng)能和克服阻力做的功，可知發(fā)動(dòng)機(jī)做功大于動(dòng)能的增加量，C符合題意；D．當(dāng)電車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力和動(dòng)力相等，故可得=，D不符合題意；故選C。12．某國(guó)產(chǎn)汽車輸出的最大功率為P0，試車員駕車在某段平直路面上由靜止開始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，汽車受到的阻力恒為f。已知試車員和汽車的總質(zhì)量為m，從啟動(dòng)到剛開始以最大功率勻速運(yùn)動(dòng)用時(shí)為t，則（）A．汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力逐漸增大B．汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與時(shí)間成正比C．汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為D．汽車的最大速度為【答案】B【詳解】A．汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中，由牛頓第二定律可得故牽引力恒定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)選項(xiàng)B正確；C．根據(jù)可得勻加速能達(dá)到的最大速度為汽車勻加速達(dá)到最大速度所用的時(shí)間選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)達(dá)到最大速度，此時(shí)選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。13．國(guó)家十三五規(guī)劃中提出實(shí)施新能源汽車推廣計(jì)劃，提高電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化水平。某款電動(dòng)概念車質(zhì)量為m，在一段平直公路上由靜止勻加速啟動(dòng)，加速度大小為a，經(jīng)時(shí)間t達(dá)到額定功率。若汽車運(yùn)動(dòng)過程中阻力恒為f，則下列說法中正確的是（）A．牽引力做的功為 B．牽引力做的功為C．該汽車的額定功率為 D．該汽車的額定功率為【答案】AD【詳解】AB．假定勻加速運(yùn)動(dòng)階段的牽引力大小為F，則根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得則有則期間牽引力做功為故A正確，B錯(cuò)誤；CD．依題意，達(dá)到額定功率時(shí)的汽車的速率大小為則汽車額定功率大小為故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。14．汽車質(zhì)量為，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為，汽車在水平路面上行駛時(shí)受到阻力為車重的0.2倍，g取，若汽車從靜止開始保持的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了，直到獲得最大速度后才勻速行駛，則下列說法正確的是（）A．汽車在水平路面上能達(dá)到的最大速度為B．汽車勻加速的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為C．當(dāng)汽車速度達(dá)到時(shí)，汽車的加速度為D．汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間為【答案】AC【詳解】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率由題意知，阻力A．當(dāng)汽車有最大速度時(shí)，此時(shí)牽引力與阻力二力平衡，由得汽車的最大速度故A正確；B．當(dāng)時(shí)，勻加速結(jié)束，則有根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得由得汽車勻加速的運(yùn)動(dòng)時(shí)間故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)速度時(shí)，由得此時(shí)的牽引力則汽車的加速度故C正確；D．設(shè)勻加速結(jié)束后到最大速度運(yùn)行800m過程所用的時(shí)間為，根據(jù)動(dòng)能定理代入數(shù)據(jù)解得則汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間故D錯(cuò)誤。故選AC。15．某型號(hào)汽車行駛過程中，t=0時(shí)，功率為P，速度為v，加速度大小為a，并開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t=t0時(shí)，它的功率達(dá)到2P，在t0<t<2t0之間的某時(shí)刻，汽車達(dá)到額定功率。汽車受到的阻力保持不變，則（）A．汽車行駛過程中，受到的阻力大小為B．從t=0到t=t0，牽引力做的功為C．從t=0到t=t0，汽車的位移為D．汽車的額定功率應(yīng)小于3P【答案】BD【詳解】A．t=t0時(shí)，牽引力為由牛頓第二定律可得汽車受到的阻力為，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．從t=0到t=t0，由于P=FV=F（v+at）得功率線性增大，平均功率為牽引力做的功為故選項(xiàng)B正確；C．從t=0到t=t0，汽車牽引力不變，則當(dāng)功率為2P時(shí)的速度為2v，則汽車的位移為不等于，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．若在t=2t0時(shí)達(dá)到額定功率，則額定功率為所以汽車的額定功率應(yīng)小于3P，故選項(xiàng)D正確。故選BD。有關(guān)機(jī)車啟動(dòng)問題的圖像問題16．一輛汽車在平直公路上以恒定功率勻速行駛，行駛的速度為。由于前方出現(xiàn)險(xiǎn)情，汽車要減速慢行，駕駛員在時(shí)刻將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率減半，以的恒定功率行駛到時(shí)刻通過險(xiǎn)情區(qū)之后，駕駛員立即將功率增大到，以恒定功率繼續(xù)向前行駛到時(shí)刻，整個(gè)過程汽車所受阻力恒為f，則在這段時(shí)間內(nèi)，汽車的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像可能是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】在時(shí)間內(nèi)，汽車以功率勻速行駛，即行駛的速度為，即則圖為一條橫線；在時(shí)間內(nèi)，在時(shí)刻將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率減半，但汽車速度仍為，汽車牽引力減為原來的一半，阻力不變，則汽車開始做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，由牛頓第二定律得速度減小，則加速度減小，故汽車做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，圖的斜率減小，當(dāng)汽車的速度減到時(shí)，汽車牽引力再次等于阻力，汽車再次勻速直線運(yùn)動(dòng)；在時(shí)間內(nèi)，汽車瞬間功率恢復(fù)到的瞬間，汽車速度仍為，則汽車牽引力為則汽車開始做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，由牛頓第二定律可知，v增大，則a2減小，故做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，則圖的斜率減小，當(dāng)汽車速度增加到時(shí)，汽車牽引力等于阻力，汽車再次勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。故選B。17．質(zhì)量為m的新能源汽車從靜止開始沿平直公路勻加速啟動(dòng)，最后以額定功率做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力F隨速度v變化的圖像如圖所示，已知汽車額定功率為P，受到的阻力大小恒為f，則（）A．汽車的最大速度大小為 B．汽車勻加速階段的加速度大小為C．汽車勻加速階段用時(shí)為 D．汽車勻加速階段前進(jìn)的距離為【答案】C【詳解】A．汽車勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，則有解得汽車的最大速度大小為故A錯(cuò)誤；B．汽車勻加速階段的牽引力為有得故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)榻獾闷噭蚣铀匐A段用時(shí)為故C正確；D．汽車在勻加速階段前進(jìn)的距離為故D錯(cuò)誤。故選C。18．2022年北京冬奧會(huì)上運(yùn)行了超1000輛氫能源汽車，是全球最大規(guī)模的一次燃料電池汽車示范，體現(xiàn)了綠色環(huán)保理念。質(zhì)量為m的氫能源汽車在平直的公路上由靜止啟動(dòng)，汽車運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖甲所示，汽車牽引力的功率與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。設(shè)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力不變，下列說法正確的是（）A．汽車所受阻力大小為B．汽車的最大牽引力為C．汽車車速為時(shí)，它的加速度大小為D．汽車車速?gòu)脑龃蟮降倪^程中，牽引力對(duì)汽車做的功為【答案】C【詳解】A．汽車速度達(dá)到最大時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，A錯(cuò)誤；B．汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力最大且保持不變，但功率達(dá)到最大功率時(shí)有由圖像可知，勻加速的加速度為解得，B錯(cuò)誤；C．汽車車速為時(shí)，由牛頓第二定律得解得，C正確；D．汽車車速?gòu)脑龃蟮降倪^程中，由動(dòng)能定理得可知汽車車速?gòu)脑龃蟮降倪^程中，牽引力對(duì)汽車做的功大于；故選C。19．下列各圖是反映汽車（額定功率為）從靜止開始勻加速啟動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，其加速度、牽引力、功率隨速度變化的圖像和速度時(shí)間圖像，其中不正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】ABC．汽車從靜止開始勻加速啟動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得可知牽引力在勻加速階段保持不變，由公式可知在勻加速階段，功率與速度成正比，隨著速度的增大而增大，當(dāng)時(shí)，功率保持不變，設(shè)此時(shí)的速度為，則有之后牽引力減小，加速度減小，速度繼續(xù)增加，汽車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力時(shí)，加速度為零，故A錯(cuò)誤，BC正確；D．汽車先勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，且由分析知，勻加速結(jié)束的速度為之后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后汽車速度達(dá)到最大，為之后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D正確。故選A。20．一輛汽車質(zhì)量為3×103kg，額定功率為8×104W，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大牽引力為8×103N。該汽車在水平路面由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒定。汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的速度為,之后做變加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到的最大速度為。其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)過程中汽車的最大速度=B．汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)中的加速度的大小為C．當(dāng)汽車速度為8m/s時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為D．該汽車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過85s達(dá)到最大速度，汽車在BC段牽引力所做的功為【答案】AB【詳解】A．由圖像可知，當(dāng)達(dá)到最大速度v2時(shí)，牽引力為2×103N，此時(shí)汽車功率為額定功率，且阻力等于牽引力，即有且解得故A正確；B．由圖像可知當(dāng)速度為v1時(shí)，汽車的牽引力為8×103N，故此時(shí)根據(jù)牛頓第二定律可得帶入數(shù)據(jù)可得故B正確；C．當(dāng)車速達(dá)到v1時(shí)，結(jié)合圖像分析可知，此時(shí)汽車的功率恰好達(dá)到額定功率，故有解得故當(dāng)汽車速度為8m/s時(shí)，汽車還處于勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段，故由圖知牽引力仍為8×103N，故故C錯(cuò)誤；D．汽車由靜止加速到v1所需時(shí)間為由圖可知，BC段汽車的功率不變，且均為額定功率，故此過程牽引力所做功為故D錯(cuò)誤。故選AB。類機(jī)車啟動(dòng)模型21．單兵飛行器使得人類像鳥兒一樣自由飛行的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。某士兵駕駛單兵飛行器（由燃油背包和腳下的噴射器組成）在無風(fēng)的晴朗天氣里沿水平方向勻速飛行，場(chǎng)景如圖所示。噴射器引擎沿士兵身體所在直線向下噴氣，士兵身體與水平面的夾角為，受到的空氣阻力大?。ㄆ渲衚為常量，v是飛行速度的大?。?，不計(jì)噴氣過程燃油的減少，裝備及士兵質(zhì)量為m，則噴射器克服阻力的功率為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】士兵受重力mg、空氣阻力f以及噴射器的推力F而處于平衡狀態(tài)，如圖所示，根據(jù)平衡條件可得；噴射器克服阻力的功率為由題意知聯(lián)立解得故選B。22．如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過輕繩和輕質(zhì)動(dòng)滑輪拉起質(zhì)量為m的重物，重物原本靜止，某一時(shí)刻電動(dòng)機(jī)開始以恒定的輸出功率（即指向外界提供的功率）工作。已知重力加速度為g，