1、微型专题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t0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.PFv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Fmaf，匀加速的最后速度vm ，
2、时间t .,例2 在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍(g取10 m/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Ffma知，汽车的加速度逐渐减小.,(2)当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？,答案,解析,解析 由Ffma1 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，a20，F2f，,答案 10 m/s,分析机车启动问
3、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Ffma联系着力和加速度，PFv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5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其vt图象如图2所示.已知汽车的质量为m2103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的 倍，g取10 m/s2，则 A.汽车在前5 s内的阻力为200 N B.汽车在前5 s内的牵引力为6103 N C
4、.汽车的额定功率为40 kW D.汽车的最大速度为20 m/s,图2,答案,解析,由题图知前5 s的加速度a 2 m/s2，由牛顿第二定律知前5 s内的牵引力Ffma，得F(2 00021032) N6103 N，选项B正确；,达标检测,1,2,3,4,1.(以恒定功率启动)质量为2 t的汽车，发动机的额定功率为30 kW，在水平公路上能以54 km/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36 km/h时，汽车的加速度为 A.0.5 m/s2 B.1 m/s2 C.1.5 m/s2 D.2 m/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
5、最大，最大速度为vm 54 km/h15 m/s，由PFvmfvm可得，,速度为v36 km/h10 m/s时汽车的牵引力为：,由牛顿第二定律可得Ffma，,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vt图象如图3所示.下列说法正确的是 A.水平拉力大小为Fm B.物体在3t0时间内位移大小为 v0t0 C.在03t0时间内水平拉力做的功为 mv02 D.在03t0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,
6、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5.0105 kg，在平直的轨道上以额定功率3 000 kW加速行驶，当速率由10 m/s加速到所能达到的最大速率30 m/s时，共用了2 min，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 1.0105 N,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PFvfvmax，,1,2,3,4,(2)这段时间内列车前进的距离是多少？,答案,解析,答案 1 600 m,解析 这段时间牵引力做功WFPt，设列车前进的距离为s，,代入数值解得s1 600 m.,