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  • 2021-06-02 发布

2020高中物理第四章机械能和能源第2节功率3机车以恒定的加速度启动动力学分析同步练习2

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第2节 功率 3 机车以恒定的加速度启动动力学分析 ‎(答题时间:30分钟) ‎ ‎1. 汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动,所受阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是( )‎ A. 汽车发动机的输出功率逐渐增大 B. 汽车发动机的输出功率保持不变 C. 在任意两段相等的时间内,汽车的速度变化量相等 D. 在任意两段相等的位移内,汽车的速度变化量相等 ‎2. 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到以最大速度v2匀速上升为止,物体上升的高度为h,则整个过程中,下列说法正确的是( )‎ A. 钢绳的最大拉力为 B. 钢绳的最大拉力为 C. 重物的最大速度 D. 重物匀加速运动的加速度为 ‎3. 如图所示,卡车通过定滑轮以恒定的功率P0拉绳,牵引河中的小船沿水面运动,已知小船的质量为m,沿水面运动时所受的阻力为f且保持不变,当绳AO段与水平面夹角为θ时,小船的速度为v,不计绳子与滑轮的摩擦,则此时小船的加速度等于( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎4. 一质量为‎800kg的电动汽车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为‎18m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出F —图象,图中AB、BC均为直线。若电动汽车行驶过程中所受的阻力恒定,由图象可知下列说法正确的是( )‎ A. 电动汽车由静止开始一直做变加速直线运动 B. 电动汽车的额定功率为10.8kW C. 电动汽车由静止开始经过2s,速度达到‎6m/s D. 电动汽车行驶中所受的阻力为600N 6‎ ‎5. 质量为‎800kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为‎15m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出图象(图中AB、BO均为直线)。假设电动车行驶中所受的阻力恒定,下面关于电动车的检测数据说法正确的是( )‎ A. 车行驶中所受的阻力是2000N B. 车的额定功率是6000W C. 车做匀加速运动的加速度是‎2.5m/s2‎ D. AB过程车运动的时间为10s ‎6. 物体在合外力作用下由静止开始做直线运动,经过时间t速度为v,若合外力的功率恒定,则在这段时间内的位移s为(  )‎ A. B. C. D. ‎ ‎7. 如图所示,表格中列出了某种型号轿车的部分数据,试根据表中数据回答问题。表格右侧图为轿车中用于改变车速的档位,手推变速杆到达不同档位可获得不同的运行速度,从“1~‎5”‎逐档速度增大,是倒车档,若轿车在额定功率下,要以最大动力上坡,变速杆应推到的档位及轿车以最高速度运行时的牵引力分别是 长、宽、高(mm)‎ ‎4481/1746/‎‎1526mm 净重(kg)‎ ‎1337Kg 传动系统 前轮驱动5档变速 发动机形式 直列4缸 发动机排量(L)‎ ‎2.0L 最高时速(km/h)‎ ‎189km/h ‎100km/h的加速时间(s)‎ ‎12s 额定功率(kW)‎ ‎108kW A. “‎1”‎档、约为2000N B. “‎1”‎档、约为4000N C. ‎5”‎档、约为2000N D. “‎5”‎档、约为8000N ‎8. 额定功率为80kW的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度是‎20m/s,汽车的质量是2t,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小是‎2m/s2,运动过程中阻力不变。求:‎ ‎(1)汽车受到的阻力多大?‎ ‎(2)3s末汽车的瞬时功率多大?‎ ‎(3)汽车维持匀加速运动的时间是多少?‎ ‎9. 一辆汽车质量为1×‎103 kg,最大功率为2×104 W,在水平路面上由静止开始做直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定,发动机的最大牵引力为3×103‎ 6‎ ‎ N,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示。试求:‎ ‎(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动;‎ ‎(2)v2的大小;‎ ‎(3)整个运动过程中的最大加速度;‎ ‎(4)匀加速运动过程的最大速度是多大?当汽车的速度为‎10 m/s时发动机的功率为多大?‎ 6‎ ‎1. AC 解析:由于汽车做匀加速运动,故根据牛顿定律可知,牵引力不变,根据P=Fv可知,随速度的增大,汽车发动机的输出功率逐渐增大,选项A正确,B错误;根据,可知在任意两段相等的时间内,汽车的速度变化量相等,选项C正确,D错误;故选AC。‎ ‎2. BCD 解析:由可知当功率一定时拉力与速度成反比,故钢绳的最大拉力应在速度最小时即当速度为最小值时有最大拉力,故A错误、B正确;当物体所受重力与钢绳的拉力大小相等时,物体将匀速上升,由可得,故C正确;重物所受合外力大小为钢绳的拉力减去其所受重力即,加速度为,故D正确。 ‎ ‎3. A 解析:假设卡车速度是v0,对小船运动分解,小船的速度为v的沿绳分量与卡车速度相同,如图:‎ 由几何关系可知,,此时卡车的牵引力为,再对小船受力分析如图:‎ 由牛顿第二定律可知,小船加速度为,A正确。‎ ‎4. BD 解析:由图可知,汽车在AB段时受到的力是恒力,即加速度是不变的,但速度在不断增大,说明此过程是匀加速直线运动,而BC段是过原点的直线,由于这个阶段是变力,故做的是变加速直线运动,所以A是不对的;由图可以看出F与成正比,故Fv是个定值,即汽车的功率是固定的,所以汽车的额定功率为P=600N×‎18m/s=10.8kW,故B是正确的;‎ 由于汽车的最大速度为‎18m/s,此时的拉力为600N,故汽车受到平衡力的作用,则阻力为600N,D是正确的;在AB段,拉力为3000N,阻力为600N,由牛顿第二定律可计算出其加速度的大小为‎3m/s2,但由BC段可以计算得出B点的速度为‎3.6m/s,故当汽车的速度大于 6‎ ‎3.6m‎/s时,其加速度也就不是‎3m/s2了,故电动汽车由静止开始经过2s,速度不是‎6m/s,C不对。‎ ‎5. B 解析:由图象可知,电动车由静止开始做匀加速直线运动,达到额定功率后,做牵引力逐渐减小的变加速直线运动,最终达到最大速度时,牵引力,故阻力,电动车的额定功率为;匀加速运动时,牵引力,匀加速运动的加速度为,匀加速运动的末速度,匀加速运动的时间为,所以正确选项为B。‎ ‎6. D 解析:据题意,物体在合外力作用下运动,且作用力功率恒定,则据:可知物体速度增加则牵引力减小,据可得物体做加速度减小的加速运动,在上图中物体的速度-时间图象是图线1,而图线2的位移大小为:,则据图线与时间轴围成的面积大小等于位移大小,图线1对应的位移大于图线2的位移,则D选项正确。‎ ‎7. A 解析:根据可知,需要最大牵引力,则速度要最小,所以变速杆应推至“‎1”‎档;当牵引力等于阻力时速度达到最大值,此时有:,约为2000N,选项B、C、D均错误,选项A正确,故选A。‎ ‎8. 解:(1)匀速时,;‎ ‎(2)匀加速过程中,,,‎ 由此可知3s末,汽车在匀加速,;‎ ‎(3)由上可知,维持匀加速的时间为5s。‎ ‎9. 解:(1)题图中图线AB段牵引力F不变,阻力Ff不变,汽车做匀加速直线运动,图线BC的斜率表示汽车的功率P,P不变,则汽车做加速度减小的加速运动,直至达到最大速度v2,此后汽车做匀速直线运动;‎ ‎(2)当汽车的速度为v2时,牵引力为F1=1×103 N,‎ v2==m/s=‎20 m/s;‎ ‎(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大 6‎ 阻力Ff==N=1000 N a==m/s2=‎2 m/s2;‎ ‎(4)与B点对应的速度为v1==m/s≈‎6.67 m/s,‎ 当汽车的速度为‎10 m/s时处于图线BC段,故此时的功率最大,为Pm=2×104 W 6‎