物理机车启动问题

高中物理难点——机车启动问题难点分析： a、F、p、v四个物理量间相互联系、相互制约.机车起动分两类：1以恒定功率起动；2以恒定牵引力起动.（1）以恒定功率起动——P=Fv,所以加速度一定是变化的;速度不断增加,F减小,所以加速度逐渐减小阻力存在,牵引力F减小到与阻力相等时,不能再减小,合力为零,匀速运动汽车达到最大速度时a=0,F=f,P=Fv m=fv m.2以恒定牵引力起动或以恒定加速度启动,P=Fv <额定功率P m匀加速当功率增大到额定功率P m后,变加速a↓速度增大到一定程度后, a=0匀速.例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A.汽车先做匀加速运动,最后做匀速运动B.汽车先做加速度越来越大的加速运动,最后做匀速运动C.汽车先做加速度越来越小的加速运动,最后做匀速运动D.汽车先做加速运动,再做减速运动,最后做匀速运动解析：汽车以恒定功率P由静止出发,根据功率与速度关系式P=Fv,F为牵引力当功率P一定时,速度v越大,牵引力F越小,刚开始速度很小,牵引力F很大,牵引力F大于阻力,合力向前,加速度向前,物体做加速运动随着速度的增加,牵引力F 不断变小,合力也变小,加速度也变小当牵引力F 减小到等于阻力时,加速度减为零,速度达到最大,之后物体做匀速直线运动故选C ．例2.汽车在水平公路上行驶,车受的阻力为车重的倍,当速度为4 m/s 时,加速度为0.4 m/s 2.若保持此时的功率不变继续行驶,汽车能达到的最大速度是________m/s. g 取10 m/s 2解析：设汽车质量为m,阻力f=速度为v=4 m/s 时,加速度为a=0.4 m/s 2,F-f=ma,因此F=f+ma=+ma此时功率P=Fv=+mav汽车速度最大时,此时牵引力F 最小,a=0,合力为零,m g 01.0f F min ==例3. 汽车发动机额定功率为60 kW,汽车质量为×103 kg,汽车在水平路面行驶时,受到的阻力大小是车重的倍,g 取10 m/s 2,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,以0.5 m/s 2的加速度匀加速运动,则这一加速度能维持多长时间3若汽车以额定功率起动,则汽车车速为v=2m/s 时其加速度多大解析：1额定功率,P=Fv,注意F 是牵引力,不是合力车质量为m,车重为mg,阻力f=速度最大时,加速度a=0,牵引力m g 1.0f F min ==此时功率依然为额定功率,故max min v F P =2加速度m f F a -= f 、m 均不变,因此如汽车加速度不变,牵引力F 不变汽车加速运动,v 变大,P=Fv,汽车功率必须变化,即随v 增大而增大;汽车的额定功率是最大的功率,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;根据上述分析,解题过程如下：匀加速运动结束时,汽车达到额定功率,11v F P =额.匀加速运动结束前,汽车做匀加速运动,因此at v 1=,aF P a v t 11额== 此时刻的加速度依然是a,m a f F 1=-,m g 1.0m a F 1+=因此s /m 165.0)101.05.0(100.51060a )g 1.0a (m P 0.1mg)a (ma P a F P t 331=⨯⨯+⨯⨯=+=+==额额额 或者匀加速运动结束时,汽车达到额定功率,11v F P =额.匀加速运动结束前,汽车依然做匀加速运动,因此m a f F 1=-速度s /m 8105.71060F P v 3311=⨯⨯==额 因此s /m 160.58a v t 1===3 当汽车以额定功率起动达到2 m/s 的速度时,牵引力为根据m g 1.0m a F 22+=例3 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解析：过程分析——物体吊高分为两个过程处理：1. 第一过程,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,电动机刚达到最大功率.2. 第二个过程,电动机一直以最大功率拉物体,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 =8108120m ⨯-=-m mg F m/s 2=5 m/s 2 末速度v t =1201200=m m F P =10 m/s 上升的时间t 1=510=a v t s=2 s 上升高度为h =5210222⨯=a v t =5 m 在功率恒定的过程中,最后匀速运动的速率为v m =1081200⨯==mg F F P m m =15 m/s 外力对物体做的总功W =P m t 2-mgh 2,动能变化量为ΔE k =21mv 2m -21mv t 2由动能定理得P m t 2-mgh 2=21mv m 2-21mv t 2代入数据后解得t 2= s,所以t =t 1+t 2= s 所需时间至少为 s.。

高中物理：机车的启动问题汽车之类的交通工具靠发动机对外做功，发动机的额定功率认为是其最大输出功率，实际工作的功率范围在0－P额之间.1、机车以恒定功率启动设机车在运动过程中所受的阻力F f保持不变，由F－F f =ma及F=P／v知，随着速度v的增大，F将减小，加速度a减小，所以机车做变加速运动，当a=0时，机车速度达到最大值v m=P／F f，以后机车将做匀速直线运动，v－t图如图所示.2、以恒定加速度a启动要维持机车的加速度恒定，则牵引力应为恒力. 由P=F v知，汽车的输出功率必将越来越大，而输出功率的增大是有限的，当输出功率达到额定功率以后，机车只能再以恒定的功率（额定功率）行驶，此后，随着速度v的继续增大，牵引力F将减小，加速度a将减小，当a=0时，速度达到最大值v m=P／F f，以后机车做匀速运动. 其v－t图如图所示. 图中的v0是匀加速过程能达到的最大速度，而v m是全过程所能达到的最大速度，两者不能混淆.例、图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。

在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m=1.02 m/s的匀速运动。

取g=10 m/s2，不计额外功。

求：（1）起重机允许输出的最大功率。

（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。

解析：（1）设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。

P0＝F0v m ①F0＝mg ②代入数据，有：P0＝5.1×104W ③（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0＝F0v1 ④F－mg＝ma ⑤V1＝at1 ⑥由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s ⑦T＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则v2＝at ⑧P＝Fv2 ⑨由⑤⑧⑨，代入数据，得：P＝2.04×104W。

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 NB．汽车在前5 s内的牵引力为6×103 NC．汽车的额定功率为60 kWD．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=2×103kg×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==30m/s，＝Fv=6×103 N×10m/s=6×104 W="60" kW，C正确；汽车的最大速度vmaxD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，则它在平直公路匀速行驶的最大速度P。

设汽车运动中所受阻力恒定，发动机的额定功率为Pm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：【考点】考查了汽车的启动问题开始加速运动，经时间t前进了s的距离，此时速4.质量为m的汽车在平直的公路上，从速度vo度达到最大值v。

功率的应用——机车启动问题【例题解析】某兴趣小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。

他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v-t图象，如图所示（除2s-10s时间段内的图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。

已知小车运动的过程中，2s-14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行。

小车的质量为1kg，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。

求：（1）小车运动中所受到的阻力大小为多少？（2）小车匀速行驶阶段的功率为多少？（3）小车加速运动过程中牵引力做功为多少？【答案】（1）1.5N （2）9W （3）81J【例题解析】质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，其中OA为过原点的一条直线。

从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f，则：（）A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于11vmtB．汽车在t1～t2时间内的功率等于t2以后的功率C．t1～t2时间内，汽车的功率等于111()fvm F vt+D．t1～t2时间内，汽车的平均速度等于122v v+【答案】BC1、（单选）中国的高铁技术居世界领先地位．通常，列车受到的阻力与速度的平方成正比，即2kvf=．列车要跑得快，必须用大功率的机车牵引．若列车以120km/h的速度匀速行驶时机车的功率为P，则该列车以240km/h的速度匀速行驶时机车的功率为A．2P B．4P C．8P D．16P【答案】C【解析】列车匀速行驶，则牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等．所以：F=f=kv2，因为：P=Fv=kv3，故当速度变为原来的2倍时，功率变为原来的8倍，即为8P，故选C．2、（单选）放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s 内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示．下列说法正确的是（ ） A ． 物体的质量为kgB ． 滑动摩擦力的大小为5NC ． 0～6s 内物体的位移大小为40mD ． 0～6s 内拉力做的功为20J 【答案解析】 A功率、平均功率和瞬时功率A 、在2～6s 内，已知f=F=N ；当P=30W 时，V=6m/s ，得到牵引力为：F 1=；0～2s 内物体的加速度为：a=m/s 2=3m/s 2；根据F ﹣f=ma 可知：m=kg ，A 正确．B 、在2～6s 内，V=6m/s ，P=10W ，物体做匀速直线运动，F=f ，则滑动摩擦力为：f=F=N ，B 错误；C 、0～6s内物体的位移大小等于v ﹣t 图象中图象与坐标轴所包围的面积，为：X=×2×6+4×6m=30m，C 错误；D 、0～2s 内物体的加速度为：a=m/s 2=3m/s 2，有图可知，当P=30W 时，V=6m/s ，得到牵引力：F 1=N=5N ，在0～2s 内物体位移为X 1=6m ，则拉力做的功为：W 1=F 1X 1=5×6J=30J，2～6s 内拉力做的功为：W 2=Pt=10×4J=40J，所以0～6s 内拉力做的总功为：W=30+40J=70J ，D 错误．故选：A3、(多选)如图所示，车头的质量为m ，两节车厢的质量也均为m .已知车的额定功率为P ，阻力为车总重力的k 倍，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )A ．汽车挂一节车厢时的最大速度是挂两节车厢时的两倍B ．汽车挂一节车厢时的最大速度为P2kmgC ．若汽车挂两节车厢时的最大速度为v ，汽车始终以恒定功率P 前进，则汽车的速度为12v 时的加速度为P3mv －gkD ．汽车挂两节车厢并以最大速度行驶，某时刻后面的一节车厢突然脱离，要想使汽车的速度不变，汽车的功率必须变为23PBD [根据P ＝2kmgv 1，P ＝3kmgv ，可得汽车挂一节车厢时的最大速度是挂两节车厢时的1.5倍，选项A 错误；根据P ＝2kmgv 1，可得汽车挂一节车厢时的最大速度为v 1＝P 2kmg ，选项B 正确；汽车挂两节车厢运动的速度为v2时，牵引力F ＝2P v ，摩擦力f ＝3kmg ，加速度a ＝F －f 3m ＝2P 3mv －gk ，选项C 错误；由P ＝3kmgv 可得v ＝P3kmg，某时刻后面的一节车厢4、假设有一辆超级电容车，质量m=1×103kg，额定功率P=40kW，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的0.2倍，g取10m/s2．（1）超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若超级电容车从静止开始，保持以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？（3）若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，20s后达到最大速度，求此过程中超级电容车的位移．【答案】（1）20m/s （2）5s（3）300m5、在水平直线马路上，质量为1.0×103kg的汽车，其发动机的额定功率为6.0×104W，汽车由静止以加速度a＝1 m/s2做匀加速直线运动，运动中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，当汽车发动机达到额定功率后，保持功率不变，重力加速度g取10 m/s2.(1)求汽车做匀加速直线运动的时间t1；(2)求汽车所能达到的最大速率；(3)若汽车由静止到发生位移x＝1 000 m前已达到最大速率，则汽车发生该1 000 m位移需要多少时间？解析：(1)根据牛顿第二定律得F－F f＝ma设汽车匀加速阶段的末速度为v，则有P＝Fv，v＝at1代入数据，联立解得汽车做匀加速直线运动的时间t1＝20 s.所以汽车在该过程中运动的总时间t＝t1＋t2＝50.8 s.答案：(1)20 s(2)30 m/s(3)50.8 s。

机车启动问题高中物理
机车启动涉及到一些高中物理的知识，主要涉及到牛顿运动定律和摩擦力等概念。

当机车启动时，首先需要克服静摩擦力，这是由于两个物体之间的接触面存在微小的不规则，需要克服这种不规则才能开始运动。

根据牛顿第一定律，物体要改变其状态（包括静止状态）需要施加一个力。

当驾驶员给机车施加一定的油门后，引擎产生的动力会通过传动系统传递到车轮，车轮与地面之间的摩擦力将克服静摩擦力，使得机车开始运动。

从牛顿第二定律的角度来看，机车启动时所受的净合外力将导致机车产生加速度，加速度的大小与所施加的力成正比，与机车的质量成反比。

因此，启动时需要施加足够的力以克服摩擦力，并使机车产生足够的加速度，才能启动。

此外，机车启动还涉及到动能和功的转化。

当机车启动时，引擎产生的动能通过传动系统传递到车轮，车轮与地面之间的摩擦力做功，将动能转化为机械能，推动机车运动。

总的来说，机车启动涉及到克服静摩擦力、施加足够的力以产
生加速度、动能和功的转化等多个物理概念。

希望以上回答能够满足你的需求。

微专题27 机车启动问题【核心要点提示】 两种启动方式的过程分析：v ↑⇒F ＝P 不变v ↓⇒a ＝F －F 阻m↓ 【微专题训练】(2016·安徽省八校高三联考)一辆汽车在平直公路上行驶时，受到的阻力为其重力的n 倍，当其速度为v 、加速度为a 时，发动机的实际功率为P ，重力加速度为g ，则该汽车的质量为( ) A.P （a ＋ng ）v B.（a ＋ng ）v PC.P（ng －a ）vvD.（ng －a ）v P【解析】根据牛顿第二定律得F －f ＝ma ，解得F ＝f ＋ma ，则发动机的实际功率P ＝Fv ＝(ma ＋f )v ，由于f ＝nmg ，即P ＝(ma ＋nmg )v ，解得m ＝P （a ＋ng ）v 。

A 项正确。

【答案】C(2016·福建省福州市高三联考)质量为m 的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，从t 1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f ，则( )A ．0～t 1时间内，汽车的牵引力等于m v 1t 1B ．t 1～t 2时间内，汽车的功率等于⎝⎛⎭⎫m v 1t 1＋F f v 1 C ．汽车运动过程中最大速度等于⎝⎛⎭⎫mv 1F f t 2＋1v 1 D ．t 1～t 2时间内，汽车的平均速度小于v 1＋v 22【解析】0～t 1时间内，汽车匀加速运动时的加速度为a ＝v 1t 1，牵引力F ＝F f ＋ma ＝F f ＋m v 1t 1，故A 错误；t 1～t 2时间内，汽车的功率P ＝(F f ＋m v 1t 1)v 1，故B 正确；汽车的最大功率为P ＝Fv 1，达到最大速度时有P ＝F f v 2，联立可得最大速度v m ＝v 2＝(mv 1F f t 1＋1)v 1，故C 错误；t 1～t 2时间内，汽车做变加速运动，该过程图线与时间轴围成的面积大于匀变速过程的面积，即变加速的位移大于匀加速的位移，所以汽车的平均速度大于v 1＋v 22，故D 错误。

高三物理机车启动P=FV公式试题答案及解析1.我国自行研制的新一代轮式装甲车已达到西方国家第三代战车的水平，将成为中国军方快速部署型轻装甲部队的主力装备。

设该装甲车的质量为m，若在平直的公路上从静止开始加速，前进较短的距离s速度便可达到最大值vm。

设在加速过程中发动机的功率恒定为P，坦克所受阻力恒为f，当速度为v（vm>v）时，所受牵引力为F。

以下说法正确的是( )A．坦克速度为v时，坦克的牵引力做功为FsB．坦克的最大速度C．坦克速度为v时加速度为D．坦克从静止开始达到最大速度vm所用时间【答案】BC【解析】加速过程发动机功率恒为，功率不变速度逐渐增大，牵引力逐渐变小，当牵引力最小等于阻力即时，速度最大，即，选项B对。

速度时牵引力为，根据牛顿第二定律有即选项C对。

坦克速度为时，牵引力为，但牵引力不是恒力，做功不能用计算，选项A错。

坦克从静止开始达到最大速度过程牵引力逐渐减小，加速度逐渐变小，所以平均速度，所以运动时间，选项D错。

【考点】功功率2.如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置，当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。

若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力大小恒为f，那么（）A．这段时间内小车做匀加速运动B．这段时间内电动机所做的功为PtC．这段时间内电动机所做的功为D．这段时间内电动机所做的功为【答案】BD【解析】小车电动机的功率恒定，速度不断变大，根据功率与速度关系公式P=Fv可知，牵引力不断减小，根据牛顿第二定律，有-f=ma，故小车的运动是加速度不断减小的加速运动，故A错误；这一过程中电动机的功率恒为P，所以W电=Pt，所以这段时间内电动机所做的功为Pt．故B正确．对小车启动过程，根据动能定理，有W电-fS=，这段时间内电动机所做的功为W电=fS+，故C错误，D正确．【考点】本题考查机车的启动。

2021年高考物理拉分题专项训练专题15 机车的启动问题（含解析）一、考点精析（一）题型分类：机车启动分两类：1．恒定功率的启动这种启动方式中，P恒定，由P=Fv知F减小，车受到的合力F合=F-f也将减小，加速度a减小，机车做加速度减小的加速运动，直到F=f，这时v达到最大值v m=。

这种加速过程发动机做功可用W=Pt求得。

2．恒定牵引力的启动这种启动方式中，牵引力F恒定，则由F-f=ma知a恒定，机车做匀加速运动，当v增大，功率P=Fv也将增大，直到功率达到额定功率P，这时匀加速运动结束，其最大速度为v1=＜=v m。

这种加速过程发动机做功可用W=Fs求得。

（二）解题思路1．对于汽车起动问题，首先要搞清楚是以什么方式起动，然后分析运动过程中各物理量的变化情况，最后根据试题的具体情况进行求解。

2．如有v-t、F- 图像，则要仔细分析图中各段图线所表示的运动过程，然后画出运动草图，合理运用牛顿运动定律和运动学公式求解。

3.机车启动问题中的位移分析方法:由于机车一般会经历多个运动过程，在匀变速运动过程中可以利用运动学公式直接求解，但在变加速运动阶段，只能借助动能定理来计算。

在机车启动问题中，要注意区别“两个速度”，即匀加速阶段的最大速度v1和最终匀速运动的速度v m。

求匀加速阶段的位移用x1=at2来计算；变加速运动阶段的位移用动能定理Pt-fx2=mv m2-mv12来计算。

二、经典考题例1一赛车在水平测试道上进行测试，该车质量m=1×103 kg，由静止开始沿水平道运动，用传感设备记录其运动的v-t图像如图所示。

该车运动中受到的摩擦阻力恒定，且摩擦阻力跟车的重力的比值为μ=0.2。

赛车在0～5 s的v-t图像为直线，5 s末该车发动机达到额定功率并保持该功率行驶，在5～20 s之间，赛车的v-t图像先是一段曲线，后为直线。

g=10 m/s2，试求：（1）该车的额定功率；（2）该车的最大速度v m。

高中物理难点——机车启动问题难点分析： a 、F 、p 、v 四个物理量间相互联系、相互制约.机车起动分两类：（1）以恒定功率起动；（2）以恒定牵引力起动.（1） 以恒定功率起动——P=Fv ，所以加速度一定是变化的。

速度不断增加，F 减小，所以加速度逐渐减小阻力存在，牵引力F 减小到与阻力相等时，不能再减小，合力为零，匀速运动汽车达到最大速度时a =0，F =f ,P =Fv m =fv m . （2）以恒定牵引力起动（或以恒定加速度启动），P=Fv <额定功率P m匀加速当功率增大到额定功率P m 后，变加速（a ↓）速度增大到一定程度后，⇒ （a =0）匀速. 例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A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动解析：汽车以恒定功率P 由静止出发，根据功率与速度关系式P=Fv ，F 为牵引力当功率P 一定时，速度v 越大，牵引力F 越小，刚开始速度很小，牵引力F 很大，牵引力F 大于阻力，合力向前，加速度向前，物体做加速运动随着速度的增加，牵引力F 不断变小，合力也变小，加速度也变小 当牵引力F 减小到等于阻力时，加速度减为零，速度达到最大，之后物体做匀速直线运动 故选C ．例2.汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的0.01倍，当速度为4 m/s 时，加速度为0.4 m/s 2.若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是________m/s. （g 取10 m/s 2） 解析：设汽车质量为m ，阻力f=0.01mg速度为v=4 m/s 时，加速度为a=0.4 m/s 2，F-f=ma ，因此F=f+ma=0.01mg+ma此时功率P=Fv=(0.01mg+ma)v 汽车速度最大时，此时牵引力F 最小，a=0，合力为零，m g 01.0f F min ==例3. 汽车发动机额定功率为60 kW ，汽车质量为5.0×103 kg ，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0.1倍，g 取10 m/s 2，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，以0.5 m/s 2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？（3）若汽车以额定功率起动，则汽车车速为v=2m/s 时其加速度多大？解析：（1）额定功率，P=Fv ，（注意F 是牵引力，不是合力！）车质量为m ，车重为mg ，阻力f=0.1mg速度最大时，加速度a=0，牵引力m g 1.0f F min == 此时功率依然为额定功率，故max min v F P =（2）加速度m f F a -=f 、m 均不变，因此如汽车加速度不变，牵引力F 不变汽车加速运动，v 变大，P=Fv ，汽车功率必须变化，即随v 增大而增大。

机车启动问题高中物理（实用版）目录1.机车启动问题的背景和意义2.机车启动问题的物理原理3.机车启动问题的解决方案4.机车启动问题的应用实例正文【机车启动问题的背景和意义】机车启动问题是高中物理中的一个经典问题，主要涉及到动力学和运动学的知识。

在现实生活中，火车和汽车等机动车的启动问题也是一个非常重要的问题，对于交通运行的安全和效率都有着至关重要的影响。

因此，深入理解和掌握机车启动问题的物理原理和解决方案，对于学生的学习和未来的实际应用都有着重要的意义。

【机车启动问题的物理原理】机车启动问题的物理原理主要涉及到牛顿第二定律和运动学的知识。

牛顿第二定律表明，当一个物体受到一个力时，它的加速度与该力成正比，与该物体的质量成反比。

在机车启动问题中，机车所受到的力包括牵引力和阻力。

牵引力是机车引擎产生的推力，阻力是机车运动时受到的空气阻力和轮轨摩擦力等。

当牵引力大于阻力时，机车就会加速运动，直到达到一个平衡状态，即牵引力等于阻力时，机车的速度就不再改变。

【机车启动问题的解决方案】机车启动问题的解决方案通常包括以下几个步骤:1.确定机车所受到的力，包括牵引力和阻力。

2.利用牛顿第二定律，求出机车的加速度。

3.根据运动学的知识，求出机车的运动时间和位移。

4.根据机车的实际参数和运动状态，选择合适的启动方式，以达到最佳的启动效果。

【机车启动问题的应用实例】机车启动问题的应用实例非常广泛，包括火车、汽车等机动车的启动问题。

例如，当一辆火车要启动时，需要先通过机车引擎产生足够的牵引力，以克服轮轨摩擦力和空气阻力等阻力，使火车开始运动。

在火车运动过程中，需要根据实际情况调整机车的牵引力和制动力，以保证火车能够安全、准确地到达目的地。

【总结】机车启动问题是高中物理中的一个经典问题，涉及到动力学和运动学的知识。

专题机车启动问题一、多选题1．（2023春·广东广州·高一广州市真光中学校考阶段练习）一辆汽车在平直公路上由静止开始启动，发动机的输出功率与汽车速度大小的关系如图所示，当汽车速度达到0v 后，发动机的功率保持不变，汽车能达到的最大速度为02v 。

已知运动过程中汽车所受阻力恒为f ，汽车的质量为m ，下列说法正确的是（）A．汽车的加速度先减小后不变B．发动机的最大功率为02P fv =C．汽车速度为01.5v 时，加速度a =3fmD．汽车速度从0达到0v 所用时间0mv t f=【答案】BCD 【详解】A．由P Fv=从0到0v ，功率随时间均匀增大，则牵引力不变；当功率达到最大功率保持不变，则速度增大，牵引力减小，由F f ma-=可知，加速度先不变后减小，故A 错误；B．当汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，则02P fv =故B 正确；C．汽车速度为01.5v 时，由P Fv =，F f ma -=加速度为'3fa m=故C 正确；D．汽车从0达到0v 的时间是0v t a=又002fv fv F f f a m m m--===解得0mv t f=故D 正确。

故选BCD。

2．（2023春·黑龙江哈尔滨·高一黑龙江省哈尔滨市双城区兆麟中学校考期中）我国的高速列车网络线路发展全球领先。

一辆高速列车总质量500t m =，其额定功率6000kW P =，在水平直轨道上行驶时，轨道对列车的阻力F 阻是车重的0.02。

列车以额定功率工作，取重力加速度210m/s =g ，则（）A．列车受到的阻力大小为61.010N⨯B．列车在水平直轨道上行驶的最大速度为60m/s C．当行驶速度10m/s v =时，列车的牵引力为56.010N ⨯D．当行驶速度10m/s v =时，列车的加速度为21.2m/s 【答案】BC【详解】A．列车受到的阻力大小为350.020.025001010N 10N f mg ==⨯⨯⨯=故A 错误；B．列车在水平直轨道上行驶的最大速度为3m 5600010m/s 60m/s 10P P v F f ⨯====故B 正确；C．当行驶速度10m/s v =时，列车的牵引力为35600010N 610N10P F v ⨯===⨯故选C 正确；D．当行驶速度10m/s v =时，列车的加速度为5522361010m/s 1m/s50010F f a m -⨯-===⨯故D 错误。

(完整版)高一物理功率机车启动问题详解+习题1．恒定功率的启动方式由公式P=Fv 和F-f=ma 知，由于P 恒定，随着v 的增大，F 必将减小， mfF a -=也必将减小，机车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f ，a=0，这时v 达到最大值fPF P v ==max 可见恒定功率的加速运动一定不是匀加速运动.这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt 计算，不能用W=Fs 计算（因为F 为变力）。

2．恒定牵引力（恒定a ）的启动方式由公式P=Fv 和F-f=ma 知，由于F 恒定，所以a 恒定，机车做匀加速运动，而随着v 的增大，功率也将不断增大，直到功率达到额定功率P ，功率不能再增大了.这时匀加速运动结束，其最大速度为max 1v fPF P v =<=，此后机车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了.可见当机车做恒定牵引力的加速运动时功率一定不恒定。

这种加速过程发动机做的功只能用W=F ·s 计算，不能用W=P ·t 计算（因为P 为变功率)。

以上机车的两种启动过程可用如图所示的v —t 图像来概括说明。

0—t 1时间内，机车从静止开始匀加速运动,牵引力F 恒定，机车的输出功率P=Fv 不断变大,t 1时刻达到额定功率（匀加速阶段结束）；t 1—t 2时间内，机车以恒定功率继续加速,牵引力和加速度不断减小（加速度减小的加速运动），对应图像中曲线部分；t 2时刻加速度减为零，F=f ，机车匀速前进(对应图像中水平直线部分），此时达到最大速度 f Pv =max补充练习:(注：加★的为选做题）1. 如图所示,质量为m=2.0kg 的小滑块，由静止开始从倾角的固定的光滑斜面的顶端A 滑至底端B ，A 点距离水平地面的高度h=5.0m ，重力加速度g 取10m/s2,求:(1)滑块由A 滑到B 经历的时间； (2）滑块由A 滑到B 点时的动能 （3) 滑块由A 滑到B 时的重力功率 2。

高二物理机车启动P=FV公式试题1.质量为m的汽车在平直的公路上，从速度v开始加速运动，经时间t前进了s的距离，此时速o。

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，度达到最大值vm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tC．该过程中发动机所做的功为fvmD．该过程中发动机所做的功+pt【答案】BC【解析】在此过程中汽车发动机的功率恒为P，当物体加速度时，P=Fv可知，牵引力减小，因此是加速度减小的加速度运动，选项A错误，B正确。

当F=f时，物体开始匀速，即最大速度，即，选项C正确。

根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，所以P=Fv=fvm，因此选项D错误。

【考点】本题考查发动机以恒定功率启动的问题，涉及动能定理等知识。

2.随着人们生活水平的提高，拥有私家车在城市中已经是普遍现象。

下列说法正确的是（）A．当汽车以恒定速度行驶时，发动机的实际功率一定等于额定功率PB．当汽车受到路面的阻力f一定时，汽车匀速运动的速度与发动机实际功率成正比。

C．当汽车受到路面的阻力f一定时，汽车做匀速运动的最大速度Vm，则额定功率P＝f．VmD．汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比。

【答案】BCD【解析】当汽车以恒定速度行驶时，汽车受力平衡，只是牵引力和阻力相等，实际功率P=FV，不一定达到额定功率，故A错误当汽车受到路面的阻力f一定时，汽车匀速运动时，实际功率P=FV=fV，所以速度与发动机实际功率成正比，故B正确当汽车受到路面的阻力f一定时，汽车做匀速运动的最大速度Vm，达到最大速度，即汽车功率达＝fVm，故C正确到最大值，所以额定功率P汽车发动机的功率一定时，根据P=FV可知牵引力与速度成反比，故D正确；故选BCD【考点】考查机车启动点评：难度较小，理解两种启动方式的运动过程，当牵引力等于阻力时速度最大3.今年年初我国南方部分地区遭遇了严重雪灾.在抗雪救灾中，运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时，为增大牵引力，司机应使汽车的速度A．减小B．增大C．保持不变D．先增大后保持不变【答案】A【解析】由功率公式P=Fv可知为增大牵引力，司机应使汽车的速度减小，故选A【考点】考查机车启动点评：难度较小，熟悉机车启动的两种形式，熟记公式P=Fv4.下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。

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v m =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 ／s 2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。