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高三物理机车启动P=FV公式试题1.如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P拉绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m，沿水面运动时所受的阻力为f且保持不变，当绳AO段与水平面夹角为θ时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于A．B．C．D．【答案】A，对小船运动分解，小船的速度为v的沿绳分量与卡车速度相同，如【解析】假设卡车速度是v图：由几何关系可知，，此时卡车的牵引力为，再对小船受力分析如图：由牛顿第二定律可知，小船加速度为，A正确。
【考点】功和功率、运动的合成和分解、牛顿运动定律的应用时，起重机的有用功率达2.起重机从静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1匀速上升为止，到最大值P，以后，起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2则整个过程中，下列说法正确的是 ( )A．起重机对货物的最大拉力为B．起重机对货物的最大拉力为C．重物的最大速度D．重物做匀加速运动的时间为【解析】 根据P ＝Fv ，知功率最大，速度越小，拉力越大，则起重机对货物的最大拉力F ＝，A 正确、B 错误；当功率一定时，达到最大速度时起重机的拉力等于重物的重力，C 正确；在匀加速运动过程中，起重机对重物的拉力F ＝不变，当功率达到最大时，匀加速运动结束，由题意匀加速结束时的速度为v 1,则v 1=at=，解得t=，D 正确。
【考点】本题考查机车启动。
3. 汽车发动机的功率为50 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 ，若汽车以0.5 m/s 2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为________s 。
【答案】10；【解析】根据P m =f·v m ，可得汽车所能达到的最大速度为10 m/s 。
根据P m =F·v ，其中F-f=ma ，v=at ，代入数据可知匀加速阶段持续的时间为s 。
机车的两种启动方式机车启动通常有两种方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动．1.机车以恒定功率启动的运动过程机车达到最大速度时， a＝0，F＝f ，P＝Fv m＝fv m，这一启动过程的 v－t 图象如图所示．2.机车以恒定加速度启动的运动过程这一运动过程的v－t 图象如图所示．(1)机车以恒定加速度启动时，先后经过两个过程，匀加速结束时的速度并未达到整个过程的最大速度 v m，只是达到匀加速度阶段的最大速度．(2)在 P＝Fv 中，因为 P 为机车牵引力的功率，所以对应的 F 是牵引力并非合力．汽车的质量为 2 000 kg，汽车发动机的额定功率为80 kW，它在平直的公路上行驶时所受的阻力是 4 000 N ，试求：(1)汽车保持额定功率从静止启动后达到的最大速度是多少(2)若汽车以 2 m/s 2的加速度做匀加速直线运动，可维持多长时间[ 思路点拨 ]解答本题时应把握以下两点：(1)汽车匀速运动时的速度，是该功率下汽车所能达到的最大速度．(2)匀加速运动结束时 P＝P 额．[ 解析 ]当汽车速度最大时，汽车做匀速直线运动．可根据受力平衡求出牵引力，再根据 P＝Fv 求出最大速度；在汽车的匀加速运动过程中，牵引力恒定，功率在变大，直到达到额定功率为止．P(1)汽车以额定功率运行，其牵引力为 F＝v汽车达到最大速度后做匀速直线运动，所以F＝fP P 80×103v max＝F＝f ＝4 000m/s＝20 m/s.(2)汽车以恒定加速度启动后 F′－ f ＝ma所以 F′＝ f ＋ma＝(4 000＋2 000×2) N＝8 000 N.匀加速运动可达到的最大速度为P80×103v max′＝F′＝8 000m/s ＝ 10 m/s.v max′10所以匀加速运动的时间t ＝a＝2s＝5 s.[ 答案 ] (1)20 m/s(2)5 s解决汽车的启动问题，首先要明确属于恒定功率启动还是恒定加速度启动，其次要明确所求解的问题属于哪个阶段．若以恒定加速度启动，汽车先做匀加速运动，当功率达到额定功率后，汽车做变加速运动．2. 质量为2 t的汽车，发动机的牵引功率为30 kW ，在水平公路上，能达到的最大速度为15 m/s ，则当汽车的速度为10m/s时的加速度为 ()A ． m/s 2B ．1 m/s 2C ． m/s 2D ．2 m/s 2解析：选 A. 当 v ＝15 m/s 时，汽车所受牵引力 F 与阻力 f 相等，P 30×1033由 P ＝Fv 得 f ＝F ＝v ＝ 15 N ＝2×10 N ；当 v ′＝ 10 m/s 时，其P 30×103 3 牵引力为 F ′＝ v ′＝ 10 N ＝3×10 N ，由牛顿第二定律得 a ＝F ′－ f 3×103－2×103 2 2m ＝ 2×103 m/s ＝ m/s .。
starter原理starter又称起动机，是指汽车发动机启动所必需的装置。
车辆的电瓶通过电缆连接到起动机，这样当启动键被按下时，瞬间释放的电能使起动机齿轮带动发动机转动，从而完成汽车发动机的启动。
起动机的本质是一个电动机，包括电动机本体、开关和控制系统。
其主要功能是将电能转化成机械能，带动发动机转速达到需求值，从而实现发动机起动。
发动机启动有两种方式：一种是手摇启动，即操作员手动转动发动机曲轴使发动机起动；另一种方式是通过起动机实现电动启动。
这里主要介绍电动启动方式。
起动机动力转换原理互感器作为起动机动力转换的元件之一，其作用是将电磁场通过铁芯传递给转动部件。
在起动机中，互感器的作用是将电能转化成机械能，用于带动发动机转动。
起动机包括电动机本体、开关和控制系统。
电动机本体主要由电动机、减速器、换挡机构和传动装置构成。
控制系统通过硅控整流器控制电动机旋转时的电流大小和方向，实现起动机电动启动的功能。
起动机电路起动机电路包括起动机、电池、启动开关和控制电路。
当启动开关被按下时，电池像泵站一样，将液压油流入起动机电路，在线圈产生的磁场作用下，起动机转动齿轮。
当齿轮与发动机缸体齿轮相啮合时，起动电机传递的能量被转化为机械能，使得发动机开始转动。
此时，控制回路通过保持启动键的状态来保持启动电流，当发动机转速达到一定值时，发电机开始向电池充电，此时控制回路将启动电机的电源切断，保持发动机正常运行。
发动机组件发动机的组成是相当复杂的，下面简要介绍一下主要组件。
1.汽缸汽缸是发动机最重要的部件之一，生产发动机主要用多缸发动机和单缸发动机。
缸体的材料状况，润滑和冷却系统将直接影响到发动机的性能。
2.曲轴曲轴是发动机另一个重要的部件，它是由钢铁材料制成的，然后将振动减少到最低限度并将转矩与发动机的运转速度保持在适当的范围。
3.活塞活塞是在汽缸壳内上下运动的部件，它将燃烧室分成上下两个部分，使气体在活塞的上下行程中进行循环过程。
课题：机车启动的两种特殊运动形式孙献伍教学目的：掌握机车启动有两种方式,其一是以恒定功率启动,其二是以恒定牵引力启动,两种启动过程遵循不同的规律.内容分析：机车启动问题中对于加速度（a ）、牵引力（F ）、实际功率（P ）、瞬时速度（v ）四个物理量间相互联系、相互制约关系的分析是的难点所在。
教学过程：（1）机车以恒定功率启动汽车以恒定功率P 启动时，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：∴机车达到最大速度时.Fv P ,f F ,0a m ===以恒定功率启动运动过程的速度变化情况可用如图所示的v －t 图象表示。
（2）机车以恒定加速度a 启动要维持汽车加速度a 不变，就要维持其牵引力F 不变，汽车功率P 将随v 增大而增大，当P 达到额定功率P 额后，不能再增加，即汽车就不可能再保持匀加速运动了.具体变化过程可用如下示意图表示：F 不变，m fF a -=不变P v ↑⇒⇒匀加速启动过程可用如图所示的速度－时间图象描述。
例1、汽车发动机的功率为60kW ，若其总质量为5t ，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为5.0×103N ，试求：（1）汽车所能达到的最大速度。
（2）若汽车以0.5m/s 2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？解析：（1）当加速度为零时速度最大，此时牵引力等于阻力，V=P/F=12m/s(2)当功率达到额定功率时匀加速运动结束，此时速度 V=P/F ， F=f+maV=8m/s, t=V/a=16S例2、质量为m ，额定功率为P 的汽车在平直公路上行驶，若汽车行驶时所受阻力大小不变，并以额定功率行驶，汽车最大速度为v 1，当汽车以速率v 2(v 2<v 1)行驶时，它的加速度是多少？解析：当加速度为零时速度最大，此时牵引力等于阻力 f=P ∕v 1 当速度为v 2时，汽车的牵引力F= P ∕v 2 汽车的合外力F 合=F －f=ma即得结果。
