高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第2節(jié) 功率 3 機(jī)車以恒定的加速度啟動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析同步練習(xí) 教科版必修2.doc

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第2節(jié) 功率 3 機(jī)車以恒定的加速度啟動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析 （答題時(shí)間：30分鐘） 1. 汽車從靜止開始沿平直公路做勻加速運(yùn)動(dòng)，所受阻力始終不變，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率逐漸增大 B. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變 C. 在任意兩段相等的時(shí)間內(nèi)，汽車的速度變化量相等 D. 在任意兩段相等的位移內(nèi)，汽車的速度變化量相等 2. 一起重機(jī)的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當(dāng)重物的速度為v1時(shí)，起重機(jī)的有用功率達(dá)到最大值P，以后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速度v2勻速上升為止，物體上升的高度為h，則整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 鋼繩的最大拉力為 B. 鋼繩的最大拉力為 C. 重物的最大速度 D. 重物勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為 3. 如圖所示，卡車通過(guò)定滑輪以恒定的功率P0拉繩，牽引河中的小船沿水面運(yùn)動(dòng)，已知小船的質(zhì)量為m，沿水面運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力為f且保持不變，當(dāng)繩AO段與水平面夾角為θ時(shí)，小船的速度為v，不計(jì)繩子與滑輪的摩擦，則此時(shí)小船的加速度等于（ ） A. B. C. D. 4. 一質(zhì)量為800kg的電動(dòng)汽車由靜止開始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為18m/s，利用傳感器測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻電動(dòng)汽車的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v，并描繪出F —圖象，圖中AB、BC均為直線。若電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中所受的阻力恒定，由圖象可知下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 電動(dòng)汽車由靜止開始一直做變加速直線運(yùn)動(dòng) B. 電動(dòng)汽車的額定功率為10.8kW C. 電動(dòng)汽車由靜止開始經(jīng)過(guò)2s，速度達(dá)到6m/s D. 電動(dòng)汽車行駛中所受的阻力為600N 5. 質(zhì)量為800kg的電動(dòng)車由靜止開始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為15m/s，利用傳感器測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻電動(dòng)車的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v，并描繪出圖象（圖中AB、BO均為直線）。假設(shè)電動(dòng)車行駛中所受的阻力恒定，下面關(guān)于電動(dòng)車的檢測(cè)數(shù)據(jù)說(shuō)法正確的是（ ） A. 車行駛中所受的阻力是2000N B. 車的額定功率是6000W C. 車做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度是2.5m/s2 D. AB過(guò)程車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為10s 6. 物體在合外力作用下由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t速度為v，若合外力的功率恒定，則在這段時(shí)間內(nèi)的位移s為（　?。? A. B. C. D. 7. 如圖所示，表格中列出了某種型號(hào)轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù)，試根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答問(wèn)題。表格右側(cè)圖為轎車中用于改變車速的檔位，手推變速桿到達(dá)不同檔位可獲得不同的運(yùn)行速度，從“1～5”逐檔速度增大，是倒車檔，若轎車在額定功率下，要以最大動(dòng)力上坡，變速桿應(yīng)推到的檔位及轎車以最高速度運(yùn)行時(shí)的牽引力分別是 長(zhǎng)、寬、高（mm） 4481/1746/1526mm 凈重（kg） 1337Kg 傳動(dòng)系統(tǒng) 前輪驅(qū)動(dòng)5檔變速 發(fā)動(dòng)機(jī)形式 直列4缸 發(fā)動(dòng)機(jī)排量（L） 2.0L 最高時(shí)速（km/h） 189km/h 100km/h的加速時(shí)間（s） 12s 額定功率（kW） 108kW A. “1”檔、約為2000N B. “1”檔、約為4000N C. 5”檔、約為2000N D. “5”檔、約為8000N 8. 額定功率為80kW的汽車，在平直的公路上行駛的最大速度是20m/s，汽車的質(zhì)量是2t，如果汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小是2m/s2，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不變。求： （1）汽車受到的阻力多大？ （2）3s末汽車的瞬時(shí)功率多大？ （3）汽車維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？ 9. 一輛汽車質(zhì)量為1103 kg，最大功率為2104 W，在水平路面上由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，最大速度為v2，運(yùn)動(dòng)中汽車所受阻力恒定，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大牽引力為3103 N，其行駛過(guò)程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。試求： （1）根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運(yùn)動(dòng)； （2）v2的大??； （3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度； （4）勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最大速度是多大？當(dāng)汽車的速度為10 m/s時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為多大？  1. AC 解析：由于汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，故根據(jù)牛頓定律可知，牽引力不變，根據(jù)P=Fv可知，隨速度的增大，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率逐漸增大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)，可知在任意兩段相等的時(shí)間內(nèi)，汽車的速度變化量相等，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選AC。 2. BCD 解析：由可知當(dāng)功率一定時(shí)拉力與速度成反比，故鋼繩的最大拉力應(yīng)在速度最小時(shí)即當(dāng)速度為最小值時(shí)有最大拉力，故A錯(cuò)誤、B正確；當(dāng)物體所受重力與鋼繩的拉力大小相等時(shí)，物體將勻速上升，由可得，故C正確；重物所受合外力大小為鋼繩的拉力減去其所受重力即，加速度為，故D正確。 3. A 解析：假設(shè)卡車速度是v0，對(duì)小船運(yùn)動(dòng)分解，小船的速度為v的沿繩分量與卡車速度相同，如圖： 由幾何關(guān)系可知，，此時(shí)卡車的牽引力為，再對(duì)小船受力分析如圖： 由牛頓第二定律可知，小船加速度為，A正確。 4. BD 解析：由圖可知，汽車在AB段時(shí)受到的力是恒力，即加速度是不變的，但速度在不斷增大，說(shuō)明此過(guò)程是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而BC段是過(guò)原點(diǎn)的直線，由于這個(gè)階段是變力，故做的是變加速直線運(yùn)動(dòng)，所以A是不對(duì)的；由圖可以看出F與成正比，故Fv是個(gè)定值，即汽車的功率是固定的，所以汽車的額定功率為P＝600N18m/s=10.8kW，故B是正確的； 由于汽車的最大速度為18m/s，此時(shí)的拉力為600N，故汽車受到平衡力的作用，則阻力為600N，D是正確的；在AB段，拉力為3000N，阻力為600N，由牛頓第二定律可計(jì)算出其加速度的大小為3m/s2，但由BC段可以計(jì)算得出B點(diǎn)的速度為3.6m/s，故當(dāng)汽車的速度大于3.6m/s時(shí)，其加速度也就不是3m/s2了，故電動(dòng)汽車由靜止開始經(jīng)過(guò)2s，速度不是6m/s，C不對(duì)。 5. B 解析：由圖象可知，電動(dòng)車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定功率后，做牽引力逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，最終達(dá)到最大速度時(shí)，牽引力，故阻力，電動(dòng)車的額定功率為；勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為，勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度，勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，所以正確選項(xiàng)為B。 6. D 解析：據(jù)題意，物體在合外力作用下運(yùn)動(dòng)，且作用力功率恒定，則據(jù)：可知物體速度增加則牽引力減小，據(jù)可得物體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，在上圖中物體的速度-時(shí)間圖象是圖線1，而圖線2的位移大小為：，則據(jù)圖線與時(shí)間軸圍成的面積大小等于位移大小，圖線1對(duì)應(yīng)的位移大于圖線2的位移，則D選項(xiàng)正確。 7. A 解析：根據(jù)可知，需要最大牽引力，則速度要最小，所以變速桿應(yīng)推至“1”檔；當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)速度達(dá)到最大值，此時(shí)有：，約為2000N，選項(xiàng)B、C、D均錯(cuò)誤，選項(xiàng)A正確，故選A。 8. 解：（1）勻速時(shí)，； （2）勻加速過(guò)程中，，， 由此可知3s末，汽車在勻加速，； （3）由上可知，維持勻加速的時(shí)間為5s。 9. 解：（1）題圖中圖線AB段牽引力F不變，阻力Ff不變，汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖線BC的斜率表示汽車的功率P，P不變，則汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到最大速度v2，此后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)； （2）當(dāng)汽車的速度為v2時(shí)，牽引力為F1＝1103 N， v2＝＝m/s＝20 m/s； （3）汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度最大 阻力Ff＝＝N＝1000 N a＝＝m/s2＝2 m/s2； （4）與B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為v1＝＝m/s≈6.67 m/s， 當(dāng)汽車的速度為10 m/s時(shí)處于圖線BC段，故此時(shí)的功率最大，為Pm＝2104 W