高一物理机车启动P=FV公式试题
1. 一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶。汽车的最大行驶速度     m/s;汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间    s。g=10m/s2
【答案】40  35
【解析】汽车的最大行驶速度为,匀加速运动时汽车的牵引力为 ,汽车匀加速所能达到的最大速度为 ,汽车从匀加速达到最大速度,到匀速运动的过程根据动能定理,解得t=35s
【考点】机车在恒定的牵引力及恒定功率下的启动及动能定理。

2. 把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,这样的客车车辆叫做动车。而动车组是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,如右图所示,假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大
速度为120km/h,则9节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为
A.120km/h
B.240km/h
C.360km/h
D.480km/h
【答案】C
【解析】在机车启动过程中,当阻力等于牵引力时,速度最大,故有:
1节动车加3节拖车编成的动车组中,额定功率为,阻力为,故根据公式,有
9节动车加3节拖车编成的动车组中,额定功率为,阻力为,故根据公式,有
故选C
【考点】考查了机车启动
点评:关键是知道当阻力等于牵引力时,速度最大,

3. 为减少二氧化碳排放,我国城市公交推出新型节能环保电动车,在检测某款电动车性能的实验中,质量为 8×102 kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为 15 m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出F-图,如图所示(图中 AB、BO 均为直线).假设电动车行驶中所受的阻力恒定,则(  )


A.AB过程电动车做匀加速运动         
B.BC过程电动车匀加速运动
C.BC过程电动车的牵引力的功率恒定 
D.电动车在B点速度为vm=3m/s
【答案】ACD
【解析】在AB过程中牵引力F不变,随着速度的倒数逐渐减小,速度逐渐增大,可以判断AB过程为初速度为零的匀加速直线运动,选项A正确;在BC过程由,F-图像的斜率表示功率,因此在此过程中汽车做的是额定功率运动,选项B错误;选项C正确;当速度最大时,牵引力等于阻力,最大速度为15m/s,此时牵引力为400N,因此阻力为400N,额定功率为,在B点刚好增大到额定功率,此时速度为,选项D正确;故选ACD
【考点】考查机车启动
点评:本题难度中等,本题首先要读懂图象,根据图象分析电动车的运动情况是解题的关键

4. 低速载货汽车质量为5.0×103kg,其发动机的额定功率为3.75×104W,汽车在平直道路上从静止开始启动,开始一段时间内,以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动,最终达到的最大速度为15m/s,假设它运动中所受阻力大小恒定,求:
(1)汽车运动中所受的阻力;
(2)汽车匀加速运动的时间。
【答案】(1)f=2500N  (2)  t=5s
【解析】(1)在匀速运动是,F=f,且P=Fv,代入相关数据则f=2500N
(2)当物体匀加速运动时
P=Fv
所以当物体匀加速直线运动,直到P为额定功率时,不能再增加功率以维持恒定加速度,即
3.75×104W=(2500+5.0×103*1)*1*t
所以t=5s
【考点】汽车启动问题
点评:本题考查了汽车启动问题,在计算过程中要将物体分为两个阶段考虑,即恒定加速度阶段和变加速阶段。

奥迪q7内饰5. 在一次抗洪抢险活动中,解放军某部动用直升飞机抢救落水人员,静止在空中的直升飞机上电动机通过悬绳将人从离飞机90m处的洪水中吊到机舱里.已知人的质量为80kg,吊绳的拉力不能超过1200N,电动机的最大输出功率为12kw,为尽快把人安全救起,操作人员采取的办法是:先让吊绳以最大拉力工作一段时间,而后电动机又以最大功率工作,当人到达机舱时恰好达到最大速度.(g=10m/s2)求:(1)人刚到达机舱时的速度;(2)这一过程所用的时间.
【答案】(1)15m/s(2)t= 5.75s.
【解析】(1)吊绳先以最大的拉力工作,可知物体先做匀加速直线运动,当电动机达到最大功率,功率不变,速度增大,拉力减小,即物体做加速度减小的加速运动,当加速度减
小到0,速度达到最大.所以拉力等于重力速度最大.
(2)全过程分两过程,第一阶段匀加速直线运动,根据匀变速运动求出时间,第二阶段加速度减小的加速运动,根据动能定理求出时间.
解:(1)第一阶段以最大拉力拉着物体匀加速上升,当电动机达到最大功率时,功率保持不变,物体变加速上升,速度增大,拉力减小,当拉力与重力相等时速度达到最大.此时有:Pm=mgvm
代入数据解得
此速度也是物体到达机舱的速度.
故落水物体刚到达机舱时的速度为15m/s.
(2)对于第一段匀加速,加速度设为a,末速设为v1,上升高度h1,则有:
Fm-mg=ma
Pm=Fmv1
代入数据解得:v牧羊人汽车1=10m/s,t1=2s,h1=10m
第二段,以最大功率上升,由动能定理得: 
解得t2=5.75s
所以吊起落水物体所用总时间为t=t1+t2=7.75s
故这一过程所用的时间为7.75s.
【考点】牛顿第二定律;功率、平均功率和瞬时功率;动能定理的应用.
点评:解决本题的关键分析出物体整个过程做什么运动,抓住先是恒定加速度运动,然后是恒定功率运动去分析.

6. 一辆汽车质量为,从静止开始起动,沿水平面前进了米后,就达到了最大行驶速度,设汽车的牵引功率保持不变,所受阻力为车重的倍。求:
(1)汽车的牵引力功率。
(2)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间(提示:汽车以额定功率起动后的运动不是匀加速运动)。
【答案】(1)(2)mg
【解析】:⑴根据,而匀速运动时有,得
⑵根据功能关系,牵引力做的功用来增加了汽车的动能和克服阻力做了功,即,解之得时间mg。
英朗车【考点】考查了机车启动方式
点评:了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.很多物理规律的应用有它的适用条件,要注意条件能不能达到.做题目可以去尝试运用某一物理规律,如果不能解决再换用其他的,做完可以去总结.

7. 一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kw,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶。
试求:(1)汽车的最大行驶速度;
(2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度;
(3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率;
(4)当汽车的速度为32m/s时的加速度。
【答案】(1)40m/s      (2)20m/s        (3)2×104w      (4)0.25m/s2
【解析】(1)汽车到达最大行驶速度时,牵引力和阻力相等,所以


(2)设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为,由牛顿第二定律得,可得
福特锐界2.0t怎么样,可得 
(3)当速度为5m/s时,小于匀加速运动的最大的速度,此时处于匀加速阶段,所以牵引力的瞬时功率为:
(4)当速度为32m/s时,大于匀加速运动的最大的速度,此时处于恒定功率启动阶段,设牵引力为F′,加速度为a′,由
由 ,得
【考点】考查了机车启动方式
点评:高中物理中,分析受力和物理过程是非常重要的.最大功率要用第三阶段中的计算,而不能用第一阶段中的F与第三阶段中的的乘积计算,两个F是不同的;是最终速度,整个过程并不全是匀加速运动,不能用Vm=at来计算整个过程时间. 要注意某一时刻的物理量要对应起来.


8. 质量为m的汽车,启动后发动机以额定功率P沿水平道路行驶,经过一段时间后将达到以速度v匀速行驶,若行驶中受到的摩擦阻力大小不变,则在加速过程中车速为v/3时,汽车的加速度大小为
A.3P/mv
B.2P/mv
C.P/mv
D.0
【答案】B
【解析】当汽车匀速行驶时,有.根据,得;由牛顿第二定律得.故B正确,故选B
【考点】考查机车启动
点评:本题难度较小,注意当牵引力等于阻力时速度是最大的,结合牛顿第二定律判断本题是关键

9. 汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动,t1末关闭发动机,做匀减速直线运动,t2末静止,其v-t图像如图所示,图中α<β,若汽车牵引力做功为W,牵引力平均功率为P;汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2,摩擦力平均功率分别为P1和P2,则
A.W=W1+W2
B.W1>W2
C.P=P1
D.P1=P2
【答案】AD
【解析】由已知
,由牛顿第二定律可知,解之得到,A正确;
,B错误;,D正确;,C错误,故选AD
【考点】考查机车启动
点评:本题难度较小,从运动图像中,把整个运动分成两个阶段,对每一个阶段进行受力分析和做功分析,注意阻力做功与路径无关,图线的面积表示位移大小

10. 质量为m的汽车在平直公路上以速度v0开始做加速运动,经过时间t前进的距离为s,这时速度达到最大值vm。设在这过程中汽车发动机的功率恒为P0,汽车所受阻力恒为f0,则这段时间内汽车发动机所做的功是(      )
A.
B.
C.
D.大众天津4s店
【答案】BD
【解析】根据公式可得这段时间内汽车发动机所做的功为,B正确;过程中发动机做正功,阻力做负功,根据动能定律可得:,阻力做功为,所以发动机做功为,故D正确,
故BD
【考点】考查了机车启动方式
点评:由题意可知,求发动机做的功,当功率恒定时,可以由功率与时间的乘积,也可以由动能定理求出.当功率不恒定时,必须由动能定理求出.

11. 如图所示,在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车,正以10m/s的速度向右匀速运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v-t图像如图所示(在t=15s处水平虚线与曲线相切),运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变,假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小。(解题时将汽车看成质点)

(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力f1
(2)求汽车刚好开过B点时的加速度a。
(3)求BC路段的长度。
【答案】(1)2000N 方向与运动方向相反(2) 方向与运动方向相反(3)
【解析】(1)汽车在AB路段时,有                   
 方向与运动方向相反                                 
(2)t=15s时汽车处于平衡态,有        
                                   
t=5s时汽车开始减速运动,有
         方向与运动方向相反       
(3)                     
       

【考点】考查了机车启动方式
点评:抓住汽车保持功率不变这一条件,利用瞬时功率表达式求解牵引力,同时注意隐含条件汽车匀速运动时牵引力等于阻力;对于变力做功,汽车非匀变速运动的情况,只能从能量的角度求解

12. 汽车的额定功率为P,汽车的质量为m,与平直路面的动摩擦因数为m,则汽车在水平路面上行驶的最大速度为_________.。
【答案】P/μmg
【解析】当牵引力等于阻力时,速度最大,即,又知道,所以
【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,

13. 当前,我国“高铁”事业发展迅猛,假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下,在水平轨道上由静止开始启动,其v-t图象如图示,已知在0-t1时段为过原点的倾斜直线,t1时刻达到额定功率P,此后保持功率P不变,在t3时刻达到最大速度v3,以后匀速运动,则下述判断正确的有
A.从t3时间内位移大小等于
B.在t2时刻的加速度大于t1时刻的加速度
C.在0至t3时刻,机车的牵引力最大为
D.该列车所受的恒定阻力大小为
【答案】CD
【解析】因为从过程中,机车不是匀变速运动,所以不能使用公式,A错误;在t2时刻,列车功率已经达到额定功率,牵引力已经减小了,加速度也减小了,所以在t2时刻的加速度要小于t1时刻的加速度,所以B错误.在t3时刻以后,列车匀速运动,是处于受力平衡状态,牵引力等于阻力,为,所以C正确.当汽车达到最大速度时,汽车的牵引力和阻力大小相等,由可得,,所以D正确.
故选CD
【考点】功率、平均功率和瞬时功率
点评:本题的关键是理解机车的启动过程,这道题是以恒定加速度启动,公式,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 .根据v-t图象要能判断机车所处的运动状态.菲亚特熊猫

14. 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,

15. 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