高一物理机车启动P=FV公式试题答案及解析
1. 一辆小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v-t图象如图所示。已知汽车的质量为m=2×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，( 取g="10" m/s2)则（ ）
A．汽车在前5 s内的牵引力为4×103 N |
B．汽车在前5 s内的牵引力为6×103 N |
C．汽车的额定功率为60 kW |
D．汽车的最大速度为20 m/s |
【答案】BC
【解析】由于汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，故阻力为f=0.1mg=2×103 N，而汽车在前5 s内的加速度为a==2m/s2，由牛顿第二定律得，牵引力为F＝ma+f=2×103 kg×2m/s2+2×103 N=6×103 N，A错误，B正确；由于5 s末达到额定功率，故汽车的额定功率P＝Fv=6×103 N×10m/s=6×104 W="60" kW，C正确；汽车的最大速度vmax==30m/s，D错误。
【考点】汽车的启动。
2. 汽车以额定功率行驶，上坡的时候，司机必须换挡，其目的是
【解析】由于汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，故阻力为f=0.1mg=2×103 N，而汽车在前5 s内的加速度为a==2m/s2，由牛顿第二定律得，牵引力为F＝ma+f=2×103 kg×2m/s2+2×103 N=6×103 N，A错误，B正确；由于5 s末达到额定功率，故汽车的额定功率P＝Fv=6×103 N×10m/s=6×104 W="60" kW，C正确；汽车的最大速度vmax==30m/s，D错误。
【考点】汽车的启动。
2. 汽车以额定功率行驶，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．减小速度，得到较大的牵引力 |
D．增大速度，得到较大的牵引力 |
【答案】C
【解析】当汽车以额定功率行驶时，根据，上坡时需要得到较大的牵引力，所以必须要换挡减小速度，选项C正确。
【考点】功率的表达式。
3. 质量为m的汽车沿平直公路行驶，当它的加速度为a时，速度为v，此时发动机的实际功率为P。设汽车运动中所受阻力恒定，发动机的额定功率为Pm，则它在平直公路匀速行驶的最大速度是 。
【答案】
【解析】根据牛顿运动定律：，当汽车行驶速度最大时，，联立解得：
一汽解放轻卡【考点】考查了汽车的启动问题
4. 质量为m的汽车在平直的公路上，从速度vo开始加速运动，经时间t前进了s的距离，此
【解析】当汽车以额定功率行驶时，根据，上坡时需要得到较大的牵引力，所以必须要换挡减小速度，选项C正确。
【考点】功率的表达式。
3. 质量为m的汽车沿平直公路行驶，当它的加速度为a时，速度为v，此时发动机的实际功率为P。设汽车运动中所受阻力恒定，发动机的额定功率为Pm，则它在平直公路匀速行驶的最大速度是 。
【答案】
【解析】根据牛顿运动定律：，当汽车行驶速度最大时，，联立解得：
一汽解放轻卡【考点】考查了汽车的启动问题
4. 质量为m的汽车在平直的公路上，从速度vo开始加速运动，经时间t前进了s的距离，此
时速度达到最大值vm 。设在此过程中汽车发动机的功率恒为P，汽车所受的阻力恒为f，对于该过程，以下说法正确的是：
A．该过程中汽车作匀加速直线运动 |
B．该过程中汽车的加速度不断减小 |
C．该过程中发动机所做的功为fvmt |
D．该过程中发动机所做的功+pt |
【答案】BC
【解析】根据P=Fv,及，随速度的增加，汽车的加速度减小，当达到最大速度时F=f,此时。该过程中发动机所做的功为Pt=fvmt,选项BC正确。
【考点】机车在恒定功率下的启动及牛顿定律和功率的概念。
5. 一辆汽车在平直公路上加速行驶，受到恒定的阻力作用．当速度为v时，汽车发动机输出功率为P．此时汽车的牵引力
【解析】根据P=Fv,及，随速度的增加，汽车的加速度减小，当达到最大速度时F=f,此时。该过程中发动机所做的功为Pt=fvmt,选项BC正确。
【考点】机车在恒定功率下的启动及牛顿定律和功率的概念。
5. 一辆汽车在平直公路上加速行驶，受到恒定的阻力作用．当速度为v时，汽车发动机输出功率为P．此时汽车的牵引力
A．大于 | B．等于 | C．小于 | D．无法确定 |
【答案】 B
【解析】由于此时的发动机的功率为P，速度为v，故由功率的公式P=Fv，可知，牵引力F=，故B是正确的。
【考点】功率公式P=Fv的应用。
6. 质量为2t的汽车，发动机的功率为30kW，如果保持功率不变行驶，在水平公路上能达到的最大速度为54km/h，假设汽车所受阻力不变，则汽车所受阻力为________N；汽车速度为36km/h时，汽车的加速度为__________m/s2
【答案】2000N；0.5m/s2
【解析】根据可知，摩擦力为2000N，当速度为10m/s时，牵引力为3000N，由F-f=ma可求得加速度为 0．5m/s2
【考点】考查机车启动
点评：本题通过功率公式求出牵引力，通过牛顿第二定律动态分析当摩擦力等于牵引力时，速度稳定，从而求出问题答案
【解析】由于此时的发动机的功率为P，速度为v，故由功率的公式P=Fv，可知，牵引力F=，故B是正确的。
【考点】功率公式P=Fv的应用。
6. 质量为2t的汽车，发动机的功率为30kW，如果保持功率不变行驶，在水平公路上能达到的最大速度为54km/h，假设汽车所受阻力不变，则汽车所受阻力为________N；汽车速度为36km/h时，汽车的加速度为__________m/s2
【答案】2000N；0.5m/s2
【解析】根据可知，摩擦力为2000N，当速度为10m/s时，牵引力为3000N，由F-f=ma可求得加速度为 0．5m/s2
【考点】考查机车启动
点评：本题通过功率公式求出牵引力，通过牛顿第二定律动态分析当摩擦力等于牵引力时，速度稳定，从而求出问题答案
7. 汽车发动机的功率为60 kW，若汽车总质量为5´103 kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5´103 N，则汽车所能达到的最大速度为______________m/s；
【答案】12
【解析】当牵引力等于阻力时，速度 最大，最大速度为
【考点】本题考查的是机车启动的两种方式，
点评：要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式p=Fv，p指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度．当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度
8. 能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。为缓解能源紧张压力、减少环境污染，汽车制造商纷纷推出小排量经济实用型轿车。某公司研制开发了某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2 t，在水平路面上行驶时受到的阻力是800 N，求：
(1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度；
(2)汽车在额定功率下行驶，速度为20 m/s时的加速度。
【答案】12
【解析】当牵引力等于阻力时，速度 最大，最大速度为
【考点】本题考查的是机车启动的两种方式，
点评：要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式p=Fv，p指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度．当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度
8. 能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。为缓解能源紧张压力、减少环境污染，汽车制造商纷纷推出小排量经济实用型轿车。某公司研制开发了某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2 t，在水平路面上行驶时受到的阻力是800 N，求：
(1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度；
(2)汽车在额定功率下行驶，速度为20 m/s时的加速度。
【答案】(1)30 m/s (2)0.2 m/s2
【解析】(1)汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，F=f=800N
根据P=mv解得：v=30m/s
(2)设当速度为20m/s时的牵引力为F，则
根据牛顿第二定律得
【考点】考查机车启动
点评：本题难度较小，当汽车速度最大的时候牵引力等于阻力，速度达到最大
9. 一列火车在恒定功率下由静止从车站出发，沿直轨道运动，行驶5min后速度达到，设列车所受阻力恒定，则可以判定列车在这段时间内行驶的距离
【解析】(1)汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，F=f=800N
根据P=mv解得：v=30m/s
(2)设当速度为20m/s时的牵引力为F，则
根据牛顿第二定律得
【考点】考查机车启动
点评：本题难度较小，当汽车速度最大的时候牵引力等于阻力，速度达到最大
9. 一列火车在恒定功率下由静止从车站出发，沿直轨道运动，行驶5min后速度达到，设列车所受阻力恒定，则可以判定列车在这段时间内行驶的距离
A．一定大于3km | B．可能等于3km | C．一定小于3km | D．以上说法都不对 |
【答案】A
【解析】由公式P=Fv可知，随着速度的逐渐增大，拉力F逐渐减小，列车做的是加速度逐渐减小的变加速直线运动，如果是匀加速直线运动，位移为，实际速度时间图像所围成的面积较大，位移大于3km，故选A
【考点】考查运动图像的应用
点评：本题难度较小，对于非匀变速直线运动位移大小的判断可借助运动图像求解
10. 汽车匀速驶上山坡，下列说法中错误的是( )
【解析】由公式P=Fv可知，随着速度的逐渐增大，拉力F逐渐减小，列车做的是加速度逐渐减小的变加速直线运动，如果是匀加速直线运动，位移为，实际速度时间图像所围成的面积较大，位移大于3km，故选A
【考点】考查运动图像的应用
点评：本题难度较小，对于非匀变速直线运动位移大小的判断可借助运动图像求解
10. 汽车匀速驶上山坡，下列说法中错误的是( )
A．汽车所受合外力对汽车所做的功为零 |
B．如发动机输出功率为P，汽车上坡所受的摩擦力为Ff，则汽车上坡的最大速度vm＝ |
C．摩擦力与重力对汽车做负功，支持力对汽车不做功 |
D．当发动机输出功率为恒定时，车速越大，牵引力越小 |
【答案】B
【解析】由动能定理可知当汽车匀速运动时，合外力做功为零，选项A错误；如发动机输出功率为P，汽车上坡所受的摩擦力为Ff，则汽车上坡的最大速度vm＝，选项B错误；摩擦力与重力对汽车做负功，支持力对汽车不做功，选项C正确；由发动机功率P=Fv可知在输出功率恒定时，车速越大，牵引力越小，选项D正确；故选B
【考点】考查机车启动
点评：本题难度较小，注意P=Fv当牵引力与阻力相等时，速度最大，阻力不只是摩擦力一种
11. 质量为10t的汽车，额定功率为66kw，如果在行驶中，汽车受到的阻力是车重的0.05倍，g=10m/s2。
求（1）汽车能够达到的最大速度是多少？
（2）如果汽车以额定功率行驶，那么当汽车速度为5m/s时，其加速度多大？
（3）如果汽车以7.5m/s的速度匀速行驶，发动机的功率多大？
【答案】（1）13.2m/s；（2）0.82m/s2；（3）3.75×104w
【解析】由动能定理可知当汽车匀速运动时，合外力做功为零，选项A错误；如发动机输出功率为P，汽车上坡所受的摩擦力为Ff，则汽车上坡的最大速度vm＝，选项B错误；摩擦力与重力对汽车做负功，支持力对汽车不做功，选项C正确；由发动机功率P=Fv可知在输出功率恒定时，车速越大，牵引力越小，选项D正确；故选B
【考点】考查机车启动
点评：本题难度较小，注意P=Fv当牵引力与阻力相等时，速度最大，阻力不只是摩擦力一种
11. 质量为10t的汽车，额定功率为66kw，如果在行驶中，汽车受到的阻力是车重的0.05倍，g=10m/s2。
求（1）汽车能够达到的最大速度是多少？
（2）如果汽车以额定功率行驶，那么当汽车速度为5m/s时，其加速度多大？
（3）如果汽车以7.5m/s的速度匀速行驶，发动机的功率多大？
【答案】（1）13.2m/s；（2）0.82m/s2；（3）3.75×104w
【解析】（1）当汽车速度最大时，牵引力等于阻力，由公式可知（2）由P=Fv可知当汽车速度为5m/s时，牵引力F=P/v，由牛顿第二定律可知（3）如果汽车以7.5m/s的速度匀速行驶，发动机的功率为P=fv=3.75×104w
【考点】考查机车启动
点评：本题难度较小，注意当速度最大时，牵引力等于阻力
12. 汽车发动机的功率为150 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒定为5.0×103N，求：（1）汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大速度是 m/s；
（2）若汽车保持0.5m/s2的加速度做匀加速启动，这一过程能持续时间为 s。
【答案】30m/s 40s
【解析】（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大，即，解得：
（2）加速度，解得，此种情况为恒定牵引力启动，当功率达到额定功率时，速度不在增大，，解得，所以根据公式可得
【考点】考查了机车启动的两种方式
【考点】考查机车启动
点评：本题难度较小，注意当速度最大时，牵引力等于阻力
12. 汽车发动机的功率为150 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒定为5.0×103N，求：（1）汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大速度是 m/s；
（2）若汽车保持0.5m/s2的加速度做匀加速启动，这一过程能持续时间为 s。
【答案】30m/s 40s
【解析】（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大，即，解得：
（2）加速度，解得，此种情况为恒定牵引力启动，当功率达到额定功率时，速度不在增大，，解得，所以根据公式可得
【考点】考查了机车启动的两种方式
点评：关键是知道恒定功率启动时，加速度在变化，牵引力在增大，当牵引力等于阻力时，速度最大，
恒定牵引力启动时，加速度恒定，当功率达到额定功率时，速度最大，
13. 汽车的质量为2吨，发动机的额定功率为100kw，所受的阻力恒定为5000 N，若汽车始终以额定功率行驶。求：
（1）汽车在水平路面上运动的最大速度。
（2）当汽车的速度为10m/s时，汽车此时的牵引力以及加速度分别为多大。
【答案】（1）20m/s（2）牵引力1.0X104N,加速度2.5m/s2
【解析】(1) 当汽车达到最大速度时，加速度a=0，此时 ①
②
得
（2）当汽车的速度为10m/s时，根据公式,此时的加速度为，联立两式可得
【考点】考查了机车启动
恒定牵引力启动时，加速度恒定，当功率达到额定功率时，速度最大，
13. 汽车的质量为2吨，发动机的额定功率为100kw，所受的阻力恒定为5000 N，若汽车始终以额定功率行驶。求：
（1）汽车在水平路面上运动的最大速度。
（2）当汽车的速度为10m/s时，汽车此时的牵引力以及加速度分别为多大。
【答案】（1）20m/s（2）牵引力1.0X104N,加速度2.5m/s2
【解析】(1) 当汽车达到最大速度时，加速度a=0，此时 ①
②
得
（2）当汽车的速度为10m/s时，根据公式,此时的加速度为，联立两式可得
【考点】考查了机车启动
点评：关键是知道，当牵引力等于阻力时，速度最大
14.新甲壳虫广告 （文）根据P=FV可知当汽车以一定的功率行驶时
14.新甲壳虫广告 （文）根据P=FV可知当汽车以一定的功率行驶时
A．速度增大时牵引力也增大 |
B．要获得较大的牵引力，须减小速度 |
C．牵引力与速度无关 |
D．速度减小时牵引力也减小 |
【答案】B
【解析】根据P=FV公式来看，当一定的功率行驶时，速度越大，牵引力越小，所以为了要获得较大的牵引力，须减小速度，答案为B
【考点】功率
点评：本题考查了对功率P=FV的理解，其中速度v为平均速度，则P为平均功率；v为瞬时速度，则P为瞬时功率
【解析】根据P=FV公式来看，当一定的功率行驶时，速度越大，牵引力越小，所以为了要获得较大的牵引力，须减小速度，答案为B
【考点】功率
点评：本题考查了对功率P=FV的理解，其中速度v为平均速度，则P为平均功率；v为瞬时速度，则P为瞬时功率
15. 某同学骑电动自行车沿水平路面匀速行驶，所受阻力为20N，行驶速度为8m/s，则电动机输出的实际功率为
A．16W | B．160W |
C．1600W | D．无法计算 |
【答案】B
【解析】当电动车匀速运动时，受到的牵引力和阻力大小相等，因此牵引力的功率，牵引力的功率即为电动机输出的实际功率。
故选B
【考点】功率
点评：当车辆以最大速度行驶时，牵引力与阻力等大反向，求瞬时功率要用P=Fv，此功率为电机输出的机械功率。
雷克萨斯价格
16. 原来静止的列车在水平轨道上启动后就保持恒定的功率前进，在其后的一段较短的时间内(列车所受阻力恒定) （ ）
【解析】当电动车匀速运动时，受到的牵引力和阻力大小相等，因此牵引力的功率，牵引力的功率即为电动机输出的实际功率。
故选B
【考点】功率
点评：当车辆以最大速度行驶时，牵引力与阻力等大反向，求瞬时功率要用P=Fv，此功率为电机输出的机械功率。
雷克萨斯价格
16. 原来静止的列车在水平轨道上启动后就保持恒定的功率前进，在其后的一段较短的时间内(列车所受阻力恒定) （ ）
A．列车做匀加速直线运动 | B．列车的加速度逐渐减小 |
C．列车的速度先增大后减小 | D．列车的加速度先增大后减小 |
【答案】B
【解析】发动机功率，刚启动时速度v较小，牵引力F大，列车做加速运动，速度v越来越大，牵引力F越来越小，根据牛顿第二定律F=ma，加速度越来越小，AD选项错误，B选项正确。当牵引力减小到等于阻力时，物体所受合力为0，做匀速直线运动，速度不会减小，C选项错误。
【考点】功率
点评：该类型题目要求学生对“恒定功率”启动有较深的认识，掌握以这种启动方式启动过程中哪些物理量是不变的，哪些物理量是变化的。此类型题目可以与v-t图像结合起来，考察加速过程中加速度、位移如何变化，增加难度。
17. 一辆质量为2t的汽车在水平路面上保持60kw的功率行驶，其匀速行驶的速率为108km/h，则此汽车受到的阻力为 N；若此汽车保持同样功率在倾角为300的斜面上行驶，则其能够达到的最大速度为 m/s，设汽车在斜面上受到的阻力为车重的0.5倍。
【答案】2000N、3
深圳水淹车出售【解析】汽车的功率可由牵引力与速度乘积来表达，当汽车达到最大速度，此时做匀速运
【解析】发动机功率，刚启动时速度v较小，牵引力F大，列车做加速运动，速度v越来越大，牵引力F越来越小，根据牛顿第二定律F=ma，加速度越来越小，AD选项错误，B选项正确。当牵引力减小到等于阻力时，物体所受合力为0，做匀速直线运动，速度不会减小，C选项错误。
【考点】功率
点评：该类型题目要求学生对“恒定功率”启动有较深的认识，掌握以这种启动方式启动过程中哪些物理量是不变的，哪些物理量是变化的。此类型题目可以与v-t图像结合起来，考察加速过程中加速度、位移如何变化，增加难度。
17. 一辆质量为2t的汽车在水平路面上保持60kw的功率行驶，其匀速行驶的速率为108km/h，则此汽车受到的阻力为 N；若此汽车保持同样功率在倾角为300的斜面上行驶，则其能够达到的最大速度为 m/s，设汽车在斜面上受到的阻力为车重的0.5倍。
【答案】2000N、3
深圳水淹车出售【解析】汽车的功率可由牵引力与速度乘积来表达，当汽车达到最大速度，此时做匀速运
动，则牵引力等于运动阻力，而牵引力由额定功率与最大速度来算出．
汽车以额定功率在水平路面行驶，达到最大速度108km/h=30m/s，则有
由功率公式 P=Fv，
此时阻力等于牵引力，即为2000N；
若此汽车保持同样功率在倾角为300的斜面上行驶，达到的最大速度时牵引力：，此时：由功率公式 P=Fv，
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．
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．
18. 汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则（ ）
汽车以额定功率在水平路面行驶，达到最大速度108km/h=30m/s，则有
由功率公式 P=Fv，
此时阻力等于牵引力，即为2000N；
若此汽车保持同样功率在倾角为300的斜面上行驶，达到的最大速度时牵引力：，此时：由功率公式 P=Fv，
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．
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．
18. 汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则（ ）
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