第2节功和功率、机车启动问题.doc

红桥高级中学2013届高三一轮复习案
第2节 功和功率 机车启动问题
学习目标：1、理解功和功率的概念；
2、能初步处理机车启动问题。
自学指导：
阅读下述机车两种启动方式，掌握其P－t图和v－t图，初步掌握机车启动的特点。时间大约6分钟，之后，练习例1-2，并把问题与同学、老师讨论。

机车两种启动方式的比较
两种方式
以恒定功率启动
以恒定加速度启动
P－t图
和v－t图

OA段
过程分析
v↑⇒F＝↓
⇒a＝↓
a＝不变⇒F不变
P＝Fv↑直到P额＝Fv1
运动性质
加速度减小的变加速直线运动
匀加速直线运动，维持时间t0＝
AB段
过程分析

运动性质
以vm匀速直线运动
加速度减小的变加速运动
BC段
无
F＝F阻⇒a＝0⇒以vm＝匀速运动

例1、汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则下图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—时间图像可用图乙描述； B．汽车的速度—时间图像可用图甲描述
C．汽车的加速度—时间图像可用图丁描述； D．汽车的速度—时间图像可用图丙描述

例2、一汽车的额定功率P0＝6×104 W，质量m＝5×103 kg，在平直路面上行驶时阻力是车重的0.1倍。若汽车从静止开始以加速度a＝0.5 m/s2做匀加速直线运动，(g取10 m/s2)求：
(1)汽车保持加速度不变的时间；
(2)汽车做匀加速运动时，其实际功率随时间变化的关系式；
(3)此后汽车运动所能达到的最大速度。

解答本题时应注意以下三点：
(1)汽车匀加速运动过程中牵引力不变。
(2)匀加速直线运动的末时刻汽车的功率为P0。
(3)匀加速运动的最大速度与汽车运动后所能达到的最大速度的区别。

解析：（1）对________，在其匀加速时，（画出其受力和运动分析图，并列式）

注意：匀加速直线运动的末时刻汽车的功率达到了额定功率P0，此时的牵引力F大小仍等于之前的牵引力大小；则匀加速的最大速度vm，有P0=________。

（2）（实际功率p=Fv，找出F或v中与时间t有关的关系式，代入）

（3）汽车达到最大速度时，（画出其受力和运动分析图，并分析其特点）

当堂训练：
1．设匀速行驶的汽车，发动机功率保持不变，则(　　)
A．路面越粗糙，汽车行驶得越慢
B．路面越粗糙，汽车行驶得越快
C．在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得快
D．在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得慢
2．放在地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间图像和拉力的功率与时间图像如图所示，则物体的质量为(取g＝10 m/s2)(　　)
A. kg B. kg
C. kg D. kg
3.如图是一汽车在平直路面上启动的速度—时间图像，从t1时刻起汽车的功率保持不变，由图像可知(　　)
A．0～t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变
B．0～t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大
C．t1～t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小
D．t1～t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变

4．质量为3×106 kg的列车，在恒定的额定功率下，沿平直的轨道由静止出发，在运动过程中受到的阻力恒定，经1×103 s后达到最大行驶速度72 km/h。此时司机关闭发动机，列车继续滑行4 km停下来。求：
(1)关闭发动机后列车加速度的大小；
(2)列车在行驶过程中所受阻力的大小；
(3)列车的额定功率；
(选做4)列车在加速过程中通过的距离。

选做5.(2012·徐州模拟)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数 图像如图所示。若已知汽车的质量，则根据图像所给的信息，不能求出的物理量是(　　)
A．汽车的功率
B．汽车行驶的最大速度
C．汽车所受到的阻力
D．汽车运动到最大速度所需的时间