2018-2019学年高中物理 第四章 机械能和能源 微型专题7 功率的计算 机车的两种启动方式课件 粤教版必修2

7功率的计算机车的两种启动方式 第四章机械能和能源 内容索引 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 重点探究 例1 多选 质量为m的物体静止在光滑水平面上 从t 0时刻开始受到水平力的作用 水平力F与时间t的关系如图1所示 力的方向保持不变 则 一 功率的计算 图1 答案 解析 1 P Fv三个量的制约关系 二 机车的两种启动方式 2 两种启动方式的过程分析 3 机车启动问题中几个物理量的求法 1 机车的最大速度vm的求法 机车达到匀速前进时速度最大 此时牵引力F等于阻力f 故vm 2 匀加速启动持续时间的求法 牵引力F ma f 匀加速的最后速度vm 时间t 例2在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW 质量为10t 设阻力恒定 且为车重的0 1倍 g取10m s2 若汽车以不变的额定功率从静止启动 求 1 汽车的加速度如何变化 答案 解析 答案见解析 解析汽车以不变的额定功率从静止启动 v变大 由P额 Fv知 牵引力F减小 根据牛顿第二定律F f ma知 汽车的加速度逐渐减小 2 当汽车的加速度为2m s2时 速度为多大 答案 解析 解析由F f ma1 P额 Fv1 3 汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小 答案 解析 解析当汽车速度达到最大时 a2 0 F2 f 答案10m s 分析机车启动问题 要注意几个关系 以水平路面行驶为例 1 抓住两个核心方程 牛顿第二定律方程F f ma联系着力和加速度 P Fv联系着力和速度 一般解题流程为 2 注意两个约束条件 若功率P一定 则牵引力F随速度v的变化而变化 若加速度a 即牵引力F 一定 则功率P随速度v的变化而变化 针对训练一辆汽车在水平路面上由静止启动 在前5s内做匀加速直线运动 5s末达到额定功率 之后保持额定功率运动 其v t图象如图2所示 已知汽车的质量为m 2 103kg 汽车受到地面的阻力为车重的倍 g取10m s2 则A 汽车在前5s内的阻力为200NB 汽车在前5s内的牵引力为6 103NC 汽车的额定功率为40kWD 汽车的最大速度为20m s 图2 答案 解析 由题图知前5s的加速度a 2m s2 由牛顿第二定律知前5s内的牵引力F f ma 得F 2000 2 103 2 N 6 103N 选项B正确 达标检测 1 2 3 4 1 以恒定功率启动 质量为2t的汽车 发动机的额定功率为30kW 在水平公路上能以54km h的最大速度行驶 如果汽车保持额定功率不变从静止启动后 汽车速度为36km h时 汽车的加速度为A 0 5m s2B 1m s2C 1 5m s2D 2m s2 答案 解析 1 2 3 4 解析当牵引力和阻力相等时 汽车的速度最大 最大速度为vm 54km h 15m s 由P Fvm fvm可得 速度为v 36km h 10m s时汽车的牵引力为 由牛顿第二定律可得F f ma 故选A 2 功率的计算 多选 质量为m的物体放在水平面上 它与水平面间的动摩擦因数为 重力加速度为g 用水平力拉物体 运动一段时间后撤去此力 最终物体停止运动 物体运动的v t图象如图3所示 下列说法正确的是A 水平拉力大小为F mB 物体在3t0时间内位移大小为v0t0C 在0 3t0时间内水平拉力做的功为mv02D 在0 3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为 mgv0 图3 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 1 2 3 4 3 汽车启动中的图象问题 多选 汽车在平直的公路上以恒定的功率启动 设阻力恒定 则图4中关于汽车运动过程中加速度 速度随时间变化的关系 以下判断正确的是A 汽车的加速度 时间图象可用图乙描述B 汽车的速度 时间图象可用图甲描述C 汽车的加速度 时间图象可用图丁描述D 汽车的速度 时间图象可用图丙描述 图4 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 1 2 3 4 4 功率与变力做功问题 一列车的质量是5 0 105kg 在平直的轨道上以额定功率3000kW加速行驶 当速率由10m s加速到所能达到的最大速率30m s时 共用了2min 设列车所受阻力恒定 则 1 列车所受的阻力多大 答案 解析 答案1 0 105N 解析列车以额定功率加速行驶时 其加速度在减小 当加速度减小到零时 速度最大 此时有P Fv fvmax