2020版新教材高中物理习题课一机车启动问题课堂检测含解析鲁教版必修2.pdf

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1、机车启动问题1.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其v-t图像如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的哪一个()【解析】选B。在0～t时间内,重物匀加速上升,钢索拉力F>mg;在t～t时间内,重物匀速上1112升,钢索拉力F=mg;在t～t时间内,重物匀减速上升,钢索拉力FFv;t～t时间内,功率保持不变,P=Fv,t～t时间内,功率均匀11121122123减小,且t时刻Fv>Fv,综上所述,则B正确,A、C、D错误。221312.质量为m的汽车,其发动

2、机额定功率为P,当它开上一个倾角为θ的斜坡时,受到的摩擦阻力为车重的k倍,则车的最大速度为()A.B.C.D.【解析】选D。汽车速度最大时,汽车的加速度a=0,牵引力F=mgsinθ+kmg,故此时最大速度v==,则D正确,A、B、C错误。m3.水平路面上行驶的汽车所受到的阻力大小f与汽车行驶的速率成正比。若汽车从静止出发,先做匀加速直线运动,达到额定功率后保持额定功率行驶,则在整个行驶过程中,汽车受到的牵引力大小F与阻力大小f的关系图像是()【解析】选A。汽车受到的阻力大小f与汽车行驶的速率成正比,f=kv,根据牛顿第二定律可知,F-f=ma,汽车

3、做匀加速直线运动,加速度恒定,速度增大,阻力增大,牵引力随着f的增大而均匀增大,图像是一条倾斜的直线,功率达到额定功率后,F=,f=kv,联立解得F=k,牵引力与阻力成反比,则A正确,B、C、D错误。4.列车总质量m=500t,发动机的额定功率P=6×105W,在轨道上行驶时,轨道对列车的阻力f是车重的0.01倍。(g取10m/s2)(1)求列车在水平轨道上行驶的最大速度。(2)在水平轨道上,发动机以额定功率P工作,求当行驶速度为v=1m/s和v=1210m/s时,列车的瞬时加速度a、a的大小。12【解析】(1)列车以额定功率行驶,当牵引力等于阻力,

4、即F=f=kmg时,列车的加速度为零,速度达到最大值v,则v====12m/s。mm(2)当v

5、.5m/s2的加速度做匀加速运动,这一过程能维持多长时间?【解析】(1)汽车运动中所受的阻力大小为f=0.1mg=0.1×5×103×10N=5×103N汽车保持以额定功率从静止启动时,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大。此时牵引力F=f,即v==m/s=12m/s。m(2)若汽车保持以0.5m/s2的加速度做匀加速运动,由牛顿第二定律:F′-f=ma得F′=f+ma=5×103N+5×103×0.5N=7.5×103N当功率增大到额定功率时,匀加速运动结束,此时汽车的速度为:v==m/s=8m/s则汽车匀加速运动的时间t=

6、=s=16s。答案:(1)12m/s(2)16s情境:如图甲所示,某探究性学习小组的同学对一辆自制遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图乙所示的v-t图像,已知小车在0～t时间内做匀加速直线运动,t～10s时间内小车牵引力11的功率保持不变,7s末达到最大速度,在10s末停止遥控让小车自由滑行,小车质量m=1kg,整个过程中小车受到的阻力f大小不变。问题:(1)能否求出小车所受阻力f的大小?怎样求?(2)小车何时达到额定功率,在t～10s内小车牵引力的功率P是多大。1【解析】

7、(1)能,在10s末撤去牵引力后,小车只在阻力f作用下做匀减速运动,由图像可得减速时加速度的大小为a=2m/s2,则f=ma=2N。(2)根据机车的启动规律,小车t秒末达到额定功率。小车做匀速运动阶段即7～10s内,设牵1引力为F,则F=f,由图像可知v=6m/s,解得P=Fv=12W。mm答案:见解析