《机车恒功率启动》机车恒功率启动 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《机车恒功率启动》机车恒功率启动

1单选题

2011年7月23日,甬温线D301次列车与D3115次列车发生追尾事故,事故共造成了40人死亡,200多人受伤,从而引发了广大民众对我国高铁运行安全的关注和担忧.若在水平直轨道上有一列以额定功率行驶的列车,所受阻力与质量成正比,由于发生紧急情况,使最后几节车厢与车体分离,分离后车头保持额定功率运行,则(  )

A
车头部分所受牵引力增大,速度也增大
B
车头部分所受牵引力减小,速度也减小
C
脱离部分做匀减速运动,车头部分做匀加速运动
D
分离出的车厢越多,车头能获得的最大速度越大

题目答案

D

答案解析

分析:

最后几节车厢与车体分离后,列出质量减小,所受阻力减小,功率不变,根据P=Fv即可判断车头的运动情况,脱离部分没有牵引力,在阻力作用下做减速运动.

解答:

解:A、最后几节车厢与车体分离后,列车质量减小,所受阻力减小,此时牵引力大于阻力,列车做加速运动,而速度增大,功率不变,所以牵引力减小,列车做加速度减小的加速运动,故AB错误;

C、脱离部分没有牵引力,在阻力作用下做减速运动,列车做加速度减小的加速运动,故C错误;

D、分离出的车厢越多,车头剩余的质量越小,所受阻力越小,而功率不变,当牵引力等于阻力时,速度最大,根据v_m=$\frac {P}{f}$可知,车头能获得的最大速度越大,故D正确.

故选D

点评:

解决本题的关键会通过汽车受力情况判断其运动情况,知道汽车在平直路面上行驶时,当牵引力与阻力相等时,速度最大,难度适中.

2单选题

一辆汽车以额定功率行驶,下列说法中正确的是(  )

A
汽车一定做匀加速运动
B
汽车一定做匀速运动
C
汽车的速度越大,牵引力越大
D
汽车的速度越小,牵引力越大

题目答案

D

答案解析

分析:

当汽车以额定功率行驶时,随着汽车速度的增加,汽车的牵引力会逐渐的减小,所以此时的汽车不可能做匀加速运动,直到最后牵引力和阻力相等,到达最大速度之后做匀速运动.

解答:

解:汽车以额定功率行驶,由于不知道汽车的运动处于哪个过程中,所以汽车可能是匀速运动,也可能是加速运动,但是汽车不可能是匀加速运动,因为根据公式P=FV可知,在速度变大时,汽车的牵引力一定要减小,当汽车的速度越小,牵引力就越大,所以ABC错误,D正确.

故选D.

点评:

本题考查的是汽车的启动方式,对于汽车的两种启动方式,恒定加速度启动和恒定功率启动,对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉.

3单选题

某汽车以额定功率在水平路面上行驶,空载时的最大速度为v$_1$装满货物后的最大速度为v$_2$,已知汽车空车的质量为m_0,汽车所受的阻力跟车重成正比,则汽车后来所装的货物的质量是(  )

A
$\frac {v$_1$-v$_2$}{v$_2$}$m_0
B
$\frac {v$_1$+v$_2$}{v$_2$}$m_0
C
m_0
D
$\frac {V$_1$}{V$_2$}$m_0

题目答案

A

答案解析

分析:

汽车在水平路面上行驶时,当牵引力等于阻力时,速度最大.根据功率与速度的关系,结合汽车阻力与车重的关系求出所装货物的质量.

解答:

解:当汽车空载时,有:P=f$_1$v$_1$=km_0gv$_1$.

当汽车装满货物后,有:P=f$_2$v$_2$=k(m_0+m)gv$_2$

联立两式解得:m=$\frac {v$_1$-v$_2$}{v$_2$}$m_0.故A正确,B、C、D错误.

故选A.

点评:

解决本题的关键知道当牵引力等于阻力时,速度最大,有P=Fv=fv.

4单选题

质量为m,发动机的额定功率为P_0的汽车沿平直公路行驶,当它的加速度为a时,速度为v,测得发动机的实际功率为P$_1$,假设运动中所受阻力恒定,则它在平直公路匀速行驶的最大速度是(  )

A
v
B
$\frac {P$_1$}{ma}$
C
$\frac {P_0v}{P$_1$-mav}$
D
$\frac {P$_1$v}{P_0-mav}$

题目答案

C

答案解析

分析:

汽车的功率可由牵引力与速度乘积来表达,当汽车的速度为V时,有P$_1$=FV 可求出F,再有牛顿第二定律求解出阻力; 当汽车以额定功率运动时,此时做匀速运动,则牵引力等于运动阻力速度达到最大,有P=fV可求出最大速度.

解答:

解:(1)发动机的功率为P$_1$时有

P$_1$=FV ①

汽车在水平方向上受的牵引力和阻力,

F-f=ma ②

有①②联立解得

f=$\frac {P$_1$}{v}$-ma

汽车的功率为P_0时,当牵引力F'=f时,速度达到最大

P_0=fV′

V′=$\frac {P_0v}{P$_1$-mav}$

故选C

点评:

功率与速度的比值来得出牵引力,从而再由牛顿运动定律来列式求解.当达到最大速度时,牵引力等于阻力.注意此处的功率必须是额定功率

5单选题

额定功率相同的甲、乙两辆汽车在水平路面上都以额定功率匀速行驶,在相等的时间t内通过的路程之比是4:1.则在此相等的时间t内,下列说法正确的是(  )

A
甲、乙两汽车的牵引力相等
B
甲、乙两汽车的牵引力之比是4:1
C
甲、乙两汽车做功相同
D
甲、乙两汽车做功之比是1:4

题目答案

C

答案解析

分析:

已知甲、乙两辆汽车的额定功率和时间相同,可利用公式W=Pt分析两辆汽车做功多少的关系;又知道通过的路程之比,再利用公式W=Fs分析两辆汽车的牵引力之比,从而进行判断.

解答:

解:(1)甲、乙两辆汽车的额定功率和时间相同,根据公式W=Pt可知,甲、乙两汽车做的功相同,故C正确,D错误;

(2)∵W=Fs

∴两车的牵引力之比:

$\frac {F$_1$}{F$_2$}$=$\frac {$\frac {W}{s$_1$}$}{$\frac {W}{s$_2$}$}$=$\frac {s$_2$}{s$_1$}$=$\frac {1}{4}$,故AB错误.

故选C.

点评:

此题主要考查的是学生对功率、功的计算公式的理解和掌握,难度不是很大.

6单选题

一辆汽车以功率P$_1$在平直公路上匀速行驶,若驾驶员突然减小油门,使汽车的功率减小为P$_2$并继续行驶.若整个过程中阻力恒定不变,此后汽车发动机的牵引力将(  )

A
保持不变
B
不断减小
C
先减小,后保持不变
D
先增大,后保持不变

题目答案

D

答案解析

分析:

当汽车功率减小时,牵引力减小,汽车做减速运动,抓住功率不变,根据P=Fv判断牵引力的变化,当汽车牵引力等于阻力时,汽车又做匀速直线运动.

解答:

解:当司机减小油门,使汽车的功率减为P$_2$,根据P=Fv,知牵引力减小,小于阻力,加速度的方向与速度方向相反,汽车做减速运动,则F=$\frac {P}{v}$,知牵引力逐渐增大,当牵引力等于阻力时,又做匀速直线运动,牵引力不变,知牵引力先增大,后保持不变.故D正确,A、B、C错误.

故选:D.

点评:

本题考查分析汽车运动过程的能力,要抓住汽车的功率P=Fv,在功率一定时,牵引力与速度成反比,是相互制约的关系.

7单选题

汽车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是(  )

A
减小速度,得到较小的牵引力
B
增大速度,得到较小的牵引力
C
增大速度,得到较大的牵引力
D
减小速度,得到较大的牵引力

题目答案

D

答案解析

分析:

汽车发动机的功率是牵引力的功率.根据功率公式P=Fv,进行分析讨论.

由P=FV可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大.

解答:

解:由P=FV可知,在功率一定的情况g,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大,此时更容易上坡,所以D正确.

故选:D.

点评:

对于功率公式P=Fv中三个量的关系要采用控制变量法理解.