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文件名称:第八章 专题强化 功的计算 机车的两种启动方式.docx
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更新时间:2025-08-08
总字数:约4.02千字
文档摘要

一、

功的公式W=Flcosα,仅适用于恒力做功场景,其中F代表恒定外力,l表示物体相对于地面的位移。流程图详见附件。

(3)用平均力求功:

A.零

C.πFR

解析:小球所受拉力F在整个过程中大小恒定,方向随路径变化,为变力。若将圆周分割成无数微小弧段,每段可视为直线,拉力在各段上方向不变,可用恒力做功公式计算,再将各段功累加。设各段长度分别为l1、l2、l3等。ln,拉力在每一段上做的功W1=Fl1,W2=Fl2…Wn=Fln,拉力在整个过程中所做的功W=W1+W2+…+Wn=F(l1+l2+…

放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6s内其速度与时间的图像和水平拉力的功率与时间的图像如图3甲、

A.0~6s内物体的位移大小为20

B.0~6s内拉力做功为100

C.滑动摩擦力的大小为5

D.0~6s内滑动摩擦力做功为-50

解析由题图甲可知,在0~6s内物体的位移大小为x=×(4+6)×6m=30因此,A选项错误。根据题图乙,P-t图线与时间轴所围成的面积代表拉力所做的功。在0~6秒区间内,s内拉力做功WF=×2×30J+10×4J=70J,故B错误;在2~6s内,v=6m/s,P=10W,物体做匀速运动,摩擦力Ff=F==N,故C错误;在0~6s内物体的位移大小为30m,滑动摩擦力做负功,即Wf=-×30J=-50

二、

以恒定功率启动

以恒定加速度启动

P-t图

象与v-t

图像

运动

规律

OA段:做加速度逐渐减小的变加速直线运动;

AB段:做速度为vm的匀速直线运动

OA段:以加速度a做匀加速直线运动;

AB段:做加速度逐渐减小的变加速直线运动;

BC段:做速度为vm的匀速直线运动

过程

分析

OA段:v↑?F=eq\f(P额,v)↓?a=eq\f(F-F阻,m)↓;

AB段:F=F阻?a=0?P额=F阻·vm

OA段:a=eq\f(F-F阻,m)不变?F不变?v↑?P=F·v↑,直到P=P额=F·v1;

AB段:v↑?F=eq\f(P额,v)↓?a=eq\f(F-F阻,m)↓;

BC段:F=F阻?a=0?v达到最大值,vm=eq\f(P额,F阻)

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),则:

(1)若汽车以不变的额定功率从静止启动,汽车的加速度如何变化?

(2)当汽车的加速度为2m/s2时,速度为多大?

(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小是多少?

答案(1)见解析(2)m/s(3)10

联立得:v1=

vmax==m/s=10

(2019·山西大学附中高一下学期期中)汽车发动机的额定功率为60kW,汽车的质量为4吨,当它行驶在坡度为α(sin当车辆以α=0.02的坡度行驶于长直公路上时,如图4所示,所受摩擦力相当于车重的10%(g取10)。m/s2),求:

(2)若汽车从静止开始以0.6

(3)当汽车从静止开始以0.6

答案(1)12.5m/s(2)13.9s(3)4.16×105

即F阻=kmg+mgsinα=4800

所以vm==m/s=12.5

(2)汽车从静止开始,以a=0.6m/s2的加速度匀加速行驶,有F′-kmg-mgsinα=ma,所以F′=ma+kmg+mgsinα=4×103×0.6N+4800N=7.2×103

vm′==m/s≈8.33

t==s≈13.9

W=F′·l=F′·=7.2×103×57.82J≈4.16×105

分析机车启动问题,要抓住两个核心方程:

A.0B.-2FflC.-Ffl

A.汽车的速度最大值为

C.汽车的牵引力大小不变

3.(机车启动中的图像问题)(多选)(2018·运城市河东一中期末)一辆轿车在平直公路上行驶,启动阶段轿车牵引力保持不变,而后以额定功率继续行驶,经过时间t0,其速度由零增大到最大值vm.若轿车所受的阻力Ff为恒力,关于轿车的速度v、牵引力F、

轿车以恒定牵引力F启动,根据a=F/m,轿车先做匀加速运动。由P=Fv可知,输出功率均匀增加。当达到额定功率时,牵引力逐渐减小,加速度随之减小,轿车做加速度减小的加速运动。当F=Ff时,速度达到最大值,此后轿车做匀速运动。C、

4.在水平路面上,一辆汽车从静止状态启动,在前5s内做匀加速直线运动,5汽车在s末达到额定功率后,保持恒定功率运行,其v-t图像如图5所示。已知汽车质量为m=2×10^3kg。kg,汽车受到的阻力为车重的,g取10

A.汽车在前5s内受到的阻力为200

B.前5s内的牵引力为6×103

C.汽车的额定功率为40

D.汽车的最大速度为20

根据题意,汽车所受地面阻力等于其重力的两倍,即\(F_f=mg=2\times10^3\times