最新三年高考物理高频考点精选分类解析 考点17 机车启动和运行

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1、最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点17机车启动和运行【考点知识方法解读】机车启动一般有两种模型，恒定功率启动和匀加速启动。①机车从静止开始，保持牵引力的功率恒定，假设所受阻力不变，随机车速度的增大，根据P=Fv可知，牵引力F减小，由牛顿第二定律，F-f=ma，机车加速度a随牵引力的减小而减小，机车做加速度逐渐减小的加速运动。当牵引力F=f时，加速度减小到零，速度达到最大值，最大速度vmax=P/f。②机车从静止开始，保持加速度不变。假设所受阻力不变，由牛顿第二定律，F-f=ma，牵引力F不变，由P=Fv=Fat可知，机车功率随时间t均匀增大。当机车输出功率增大到额定功率后

2、，随着速度的增大，牵引力减小，机车加速度a随牵引力的减小而减小，机车做加速度逐渐减小的加速运动。当牵引力F=f时，加速度减小到零，速度达到最大值，最大速度vmax=P/f。【最新三年高考物理精选解析】1．（2010上海理综）纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920kg，在16s内从静止加速到100km/h（即27.8m/s），受到恒定的阻力为1500N，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为N。当E1概念车以最高时速120km/h（即33.3m/s）做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为kW。2.（2011浙江理综卷）节能混合动力车是一种

3、可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动l=72m后，速度变为v2=72km/h。此过程中发动机功率的1/5用于轿车的牵引，4/5用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求（1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小；（2）轿车从90

4、km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电；（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L'。(3)根据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为f=2×103N。在此过程中，由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功，E电=fL'，代入数据得L'=31.5m。3．（2010福建理综）如图4所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面。t=0时，电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，使它做初速度为零，加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ1=0.0

5、5，B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10m/s2。求图4（1）物体A刚运动时的加速度aA(2)t1=1.0s时，电动机的输出功率P；（3）若t1=1.0s时，将电动机的输出功率立即调整为P’=5W，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t2=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t1=1.0s到t2=3.8s这段时间内木板B的位移为多少？代人数据解得F’=5N。木板B受力满足F’-μ1mAg-μ2(mA+mB)g=0，所以木板B将做匀速直线运动，而物体A则继续在B上做匀加速直线运动直到A、B速度相等。设这一过程

6、时间为t’，有v1=aA(t1+t’)这段时间内B的位移s1=v1t’AB速度相同后，由于F>μ2(mA+mB)g，且电动机输出功率恒定，A、B将一起做加速度逐渐减小的变加速运动。由动能定理得P’(t2-t’-t1)-μ2(mA+mB)gs2=(mA+mB)vA2-(mA+mB)v12由②③⑩并代人数据解得木板B在t1=1.0s到t2=3.8s这段时间内的位移为s=s1+s2=3.03m【点评】：此题将牛顿运动定律、功和功率、动能定理、摩擦力等综合在一起考查，题目设置了梯度，有一定难度。4.（2009年四川卷）图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg

7、的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。取g=10m/s2,不计额外功。求：(1)起重机允许输出的最大功率。(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。v2＝at⑧P＝Fv2⑨由⑤⑧⑨，代入数据，得:P＝2.04×104W。