第1章　专题强化2　机车启动问题（课件 学案 练习，3份打包）鲁科版（2019）必修 第二册

专题强化2　机车启动问题 [学习目标]　1.会分析机车以恒定功率和以恒定加速度启动过程中各物理量的变化(重点)。2.掌握机车启动问题的分析思路和分析方法(难点)。 一、机车以恒定功率启动 一汽车在水平路面上以恒定功率P从静止开始加速运动，运动过程中受到的阻力大小恒为f。 (1)机车功率指的是合力做功的功率(总功率)还是牵引力做功的功率？ (2)汽车在启动过程中速度v、加速度a怎么变化？汽车的最大速度是多大？ (3)试在图中定性画出此过程中的v-t图像。 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 例1　(2023·厦门一中高二开学考)一辆质量为4×103 kg的汽车，额定功率为80 kW。现让汽车保持额定功率在水平路面上从静止开始运动，运动中汽车所受阻力恒为汽车重力的0.1倍，从启动开始汽车将会做加速度　　　　(选填“不变”“逐渐增大”或“逐渐减小”)的运动，汽车在加速运动过程中所能达到的最大速度为　　　　 m/s(g取10 m/s2)。 例2　(多选)(2023·龙岩市期末)京张高铁将北京到张家口的通行时间缩短在1小时内，成为2022年北京冬奥会重要的交通保障设施。假设此列车启动后沿水平直轨道行驶，发动机的功率恒为P。且行驶过程中受到的阻力大小恒定，列车的质量为m，最大行驶速度为vm。下列说法正确的是(　　) A.在加速阶段，列车的加速度保持不变 B.在加速阶段，发动机对列车的牵引力逐渐增大 C.列车受到的阻力大小为f= D.当列车的速度为时，列车的加速度大小为a= 二、机车以恒定的加速度(牵引力)启动 若一汽车在水平路面上以恒定加速度启动，额定功率为P额，运动过程中受到的阻力大小恒为f。 (1)汽车匀加速运动过程中，牵引力如何变化？汽车的实际功率如何变化？ (2)当汽车的实际功率达到额定功率P额时，汽车的速度是多大？此时汽车的速度是否为最大速度？之后功率将如何变化？ (3)分析整个运动过程并画出汽车运动的v-t图像。 (4)画出整个过程中汽车运动的P-t图像。 (5)求出整个过程中汽车的最大速度。 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 例3　(2023·厦门一中高一期中)一质量为1 500 kg的汽车，在平直路面上从静止开始在1 500 N的合外力作用下以恒定加速度启动。当速度达到20 m/s时功率达到额定功率，接着以额定功率继续加速，最后以30 m/s的最大速度匀速运动，整个运动过程中汽车所受阻力恒定，下列说法正确的是(　　) A.汽车的额定功率为80 kW B.汽车的额定功率为90 kW C.汽车受到的阻力大小为2 000 N D.汽车受到的阻力大小为4 000 N 例4　(2023·福州市高一期末)新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题，一辆试验用质量m=180 kg的小型电动汽车在水平的公路上由静止开始做匀加速直线运动，当功率达到7.2×103 W后保持功率恒定，匀加速持续的时间是8 s，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)该车在运动过程中所受阻力大小； (2)该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小； (3)从静止开始到18 s末该车所受牵引力所做的功。 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 机车启动问题中的“两个核心，三个方法” 1.两个核心方程 (1)F-f=ma，此方程联系着力和加速度。 (2)P=Fv，此方程联系着力和速度。 2.三个物理量的求解方法 (1)机车的最大速度vm的求法。机车最终匀速前进时速度最大，此时牵引力F与阻力f大小相等，故vm==。 (2)匀加速启动持续时间的求法。牵引力F=ma+f，匀加速的最大速度v1=，时间t=。 (3)瞬时加速度的求 ... ...