文档介绍：难点6 机车起动问题分析
理综测试注重以现实问题立意,,该类问题中对于a、F、p、v四个物理量间相互联系、相互制约关系的分析是考生的难点所在.
●难点磁场
1.(★★★)汽车以恒定功率P由静止出发,沿平直路面行驶,最大速度为v,则下列判断正确的是
,最后做匀速运动
,最后做匀速运动
,最后做匀速运动
,再做减速运动,最后做匀速运动
2.(★★★★)汽车在水平公路上行驶,,当速度为4 m/s时, m/,汽车能达到的最大速度是________m/s. (g取10 m/s2)
●案例探究
[例1](★★★★)汽车发动机额定功率为60 kW,×103 kg,汽车在水平路面行驶时,,试求:
(1)汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少?
(2)若汽车从静止开始, m/s2的加速度匀加速运动,则这一加速度能维持多长时间?
命题意图:.
错解分析:(1)对v、F、a、p间相互制约关系分析不透,挖掘不到临界条件和临界状态,(2)在第(2)问中认为功率刚达到最大(即额定功率)时,速度亦达到了最大.
解题方法与技巧:(1)汽车以恒定功率起动时,它的牵引力F将随速度v的变化而变化,其加速度a也随之变化,具体变化过程可采用如下示意图表示:
由此可得汽车速度达到最大时,a=0,
=12 m/s
(2)要维持汽车加速度不变,就要维持其牵引力不变,汽车功率将随v增大而增大,当P达到额定功率P额后,不能再增加,:
所以,汽车达到最大速度之前已经历了两个过程:匀加速和变加速,匀加速过程能维持到汽车功率增加到P额的时刻,设匀加速能达到最大速度为v,则此时
[例2](★★★★★)电动机通过一绳子吊起质量为8 kg的物体,绳的拉力不能超过120 N,电动机的功率不能超过1200 W,要将此物体由静止起用最快的方式吊高90 m(已知此物体在被吊高接近90 m时,已开始以最大速度匀速上升)所需时间为多少?
命题意图::对第二过程分析不透,加之思维定势,无法巧妙地借助动能定理求t2.
解题方法与技巧:
此题可以用机车起动类问题的思路,即将物体吊高分为两个过程处理:第一过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体,使物体匀加速上升,第一个过程结束时,,拉力逐渐减小,当拉力等于重力时,物体开始匀速上升.
在匀加速运动过程中加速度为
a= m/s2=5 m/s2
末速度vt==10 m/s
上升的时间t1=s=2 s
上升高度为h==5 m
在功率恒定的过程中,最后匀速运动的速率为
vm==15 m/s
外力对物体做的总功W=Pmt2-mgh2,动能变化量为
ΔEk=mv2m-mvt