高中物理 第四章 機械能和能源 第2節(jié) 功率 3 機車以恒定的加速度啟動動力學(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 機車以恒定的加速度啟動動力學(xué)分析 (答題時間:30分鐘) 1. 汽車從靜止開始沿平直公路做勻加速運動,所受阻力始終不變,在此過程中,下列說法正確的是( ) A. 汽車發(fā)動機的輸出功率逐漸增大 B. 汽車發(fā)動機的輸出功率保持不變 C. 在任意兩段相等的時間內(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,起重機的有用功率達到最大值P,以后起重機保持該功率不變,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,則整個過程中,下列說法正確的是( ) 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. 重物勻加速運動的加速度為 3. 如圖所示,卡車通過定滑輪以恒定的功率P0拉繩,牽引河中的小船沿水面運動,已知小船的質(zhì)量為m,沿水面運動時所受的阻力為f且保持不變,當(dāng)繩AO段與水平面夾角為θ時,小船的速度為v,不計繩子與滑輪的摩擦,則此時小船的加速度等于( ) A. B. C. D. 4. 一質(zhì)量為800kg的電動汽車由靜止開始沿平直公路行駛,達到的最大速度為18m/s,利用傳感器測得此過程中不同時刻電動汽車的牽引力F與對應(yīng)的速度v,并描繪出F —圖象,圖中AB、BC均為直線。若電動汽車行駛過程中所受的阻力恒定,由圖象可知下列說法正確的是( ) A. 電動汽車由靜止開始一直做變加速直線運動 B. 電動汽車的額定功率為10.8kW C. 電動汽車由靜止開始經(jīng)過2s,速度達到6m/s D. 電動汽車行駛中所受的阻力為600N 5. 質(zhì)量為800kg的電動車由靜止開始沿平直公路行駛,達到的最大速度為15m/s,利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應(yīng)的速度v,并描繪出圖象(圖中AB、BO均為直線)。假設(shè)電動車行駛中所受的阻力恒定,下面關(guān)于電動車的檢測數(shù)據(jù)說法正確的是( ) A. 車行駛中所受的阻力是2000N B. 車的額定功率是6000W C. 車做勻加速運動的加速度是2.5m/s2 D. AB過程車運動的時間為10s 6. 物體在合外力作用下由靜止開始做直線運動,經(jīng)過時間t速度為v,若合外力的功率恒定,則在這段時間內(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轎車的部分數(shù)據(jù),試根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答問題。表格右側(cè)圖為轎車中用于改變車速的檔位,手推變速桿到達不同檔位可獲得不同的運行速度,從“1~5”逐檔速度增大,是倒車檔,若轎車在額定功率下,要以最大動力上坡,變速桿應(yīng)推到的檔位及轎車以最高速度運行時的牽引力分別是 長、寬、高(mm) 4481/1746/1526mm 凈重(kg) 1337Kg 傳動系統(tǒng) 前輪驅(qū)動5檔變速 發(fā)動機形式 直列4缸 發(fā)動機排量(L) 2.0L 最高時速(km/h) 189km/h 100km/h的加速時間(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動,加速度的大小是2m/s2,運動過程中阻力不變。求: (1)汽車受到的阻力多大? (2)3s末汽車的瞬時功率多大? (3)汽車維持勻加速運動的時間是多少? 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動,最大速度為v2,運動中汽車所受阻力恒定,發(fā)動機的最大牽引力為3103 N,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。試求: (1)根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運動; (2)v2的大??; (3)整個運動過程中的最大加速度; (4)勻加速運動過程的最大速度是多大?當(dāng)汽車的速度為10 m/s時發(fā)動機的功率為多大? 1. AC 解析:由于汽車做勻加速運動,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)動機的輸出功率逐漸增大,選項A正確,B錯誤;根據(jù),可知在任意兩段相等的時間內(nèi),汽車的速度變化量相等,選項C正確,D錯誤;故選AC。 2. BCD 解析:由可知當(dāng)功率一定時拉力與速度成反比,故鋼繩的最大拉力應(yīng)在速度最小時即當(dāng)速度為最小值時有最大拉力,故A錯誤、B正確;當(dāng)物體所受重力與鋼繩的拉力大小相等時,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,對小船運動分解,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,,此時卡車的牽引力為,再對小船受力分析如圖: 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段時受到的力是恒力,即加速度是不變的,但速度在不斷增大,說明此過程是勻加速直線運動,而BC段是過原點的直線,由于這個階段是變力,故做的是變加速直線運動,所以A是不對的;由圖可以看出F與成正比,故Fv是個定值,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算出其加速度的大小為3m/s2,但由BC段可以計算得出B點的速度為3.6m/s,故當(dāng)汽車的速度大于3.6m/s時,其加速度也就不是3m/s2了,故電動汽車由靜止開始經(jīng)過2s,速度不是6m/s,C不對。 5. B 解析:由圖象可知,電動車由靜止開始做勻加速直線運動,達到額定功率后,做牽引力逐漸減小的變加速直線運動,最終達到最大速度時,牽引力,故阻力,電動車的額定功率為;勻加速運動時,牽引力,勻加速運動的加速度為,勻加速運動的末速度,勻加速運動的時間為,所以正確選項為B。 6. D 解析:據(jù)題意,物體在合外力作用下運動,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動,在上圖中物體的速度-時間圖象是圖線1,而圖線2的位移大小為:,則據(jù)圖線與時間軸圍成的面積大小等于位移大小,圖線1對應(yīng)的位移大于圖線2的位移,則D選項正確。 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)牽引力等于阻力時速度達到最大值,此時有:,約為2000N,選項B、C、D均錯誤,選項A正確,故選A。 8. 解:(1)勻速時,; (2)勻加速過程中,,, 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動,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動,直至達到最大速度v2,此后汽車做勻速直線運動; (2)當(dāng)汽車的速度為v2時,牽引力為F1=1103 N, v2==m/s=20 m/s; (3)汽車做勻加速直線運動時的加速度最大 阻力Ff==N=1000 N a==m/s2=2 m/s2; (4)與B點對應(yīng)的速度為v1==m/s≈6.67 m/s, 當(dāng)汽車的速度為10 m/s時處于圖線BC段,故此時的功率最大,為Pm=2104 W- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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