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高考物理专题——汽车启动问题知识回顾：汽车由静止开始启动的实际过程较为复杂，在高中阶段我们可以把它简化成以下两种方式：一种是以恒定功率起动；另一种是以匀加速起动。
恒功率启动：当汽车以恒定功率P e 起动时，由Fv P e =知，v 增大，F 减小；由m f F a -=知a 减小，汽车做变加速直线运动。
当a =0，即F=f 时，汽车达到最大速度f P v e m =，此后汽车做匀速直线运动。
恒牵引力启动： 当汽车匀加速起动时，加速度mf F a -=恒定，但v 逐渐增大，由P=FV 可知P 增大，汽车做匀加速直线。
当P=P e 时，匀加速运动结束，由Fv P e =知V 增大，F 减小；由mf F a -=知a 减小，汽车做加速度逐渐减小的直线运动。
当a =0，即F=f 时，汽车达到最大速度fP v e m =，此后汽车做匀速直线运动。
【例1】 汽车发动机的额定功率为60kW ，汽车质量为5t ，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，求：（1）汽车以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？（2）汽车从静止开始，保持以0.5m/s 2的加速度做匀加速运动这一过程能维持多长时间? 解析：（1）汽车以额定功率起动,先做加速度减小\速度增加的变加速运动，当a=0时做匀速直线运动，此时速度最大V m ，则有kmg f F == m e Fv P =所以 s m kmgP v e m /12== （2）汽车以恒定加速度起动，加速度m kmg F a -=，功率随速度增大而增大，V 在达最大值之前，经历了2个过程：先是匀加速，然后是变加速运动。
当功率达到额定功率时，P e =FV 1，设保持匀加速运动的时间为t ，匀加速能达到最大的速度为V 1。
根据牛顿第二定律和运动规律得ma kmg F =- at v =1 1Fv P P e ==代入数据解得s t 16=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。
汽车启动问题河北省临西县第二中学赵五田汽车的运行问题是高中物理在实际生活中应用的一个重点，也是同学们在学习中的一个难点。
其关键在于对汽车运行过程中的物理实质没弄明白，即不清楚它的物理过程，不知道它在每一个物理过程中的受力情况、运动情况和能量转化情况是怎样的？甚至忽视了汽车运行过程中与发动机的功率有关。
下面就此类问题归纳整理如下：一、功率是表示物体做功快慢的物理量。
功跟完成这些功所用时间之比成为功率，即P=W/t。
该式表示的是物体（或力）在t这段时间内的平均功率。
功率也可用公式P=Fvcosα计算，式中α是F与v方向间的夹角，v若是瞬时速度，则求得的为瞬时功率；若是平均速度，求得的为平均功率。
发动机的功率即牵引力的功率。
由于力与速度方向相同，P=Fv.如果发动机保持牵引力不变，则功率将随运行速率增大而增加。
但发动机的功率的增大是有一定限度的，发动机实际功率不能超过其额定功率。
当发动机达到额定功率并保持功率不变运行时，其牵引力与运行的速率成反比。
因此，汽车以恒定的加速度a做匀加速运动只能维持到速度增加到某一极值v1。
若汽车的质量为m,汽车运行中所受阻力为F2，则牵引力F1=F2+ma,可知v1=P/（F+ma.）.当汽车速度达到v1之后，车速仍可增大（因为牵引力大于阻力），但随着速度增大，牵引力将减小到与阻力大小相等，得v2=P额/F2。
显然车速达到最大速度之前，必然经历一段加速度逐渐减小的加速运动，直至加速度减为零。
尤其是汽车以恒定功率开始运动到达最大速度的过程，汽车始终做变加速运动。
匀变速运动的运动学公式不能应用此类问题。
例如汽车以恒定功率运动，在t秒内速度由v1增加到v2，其速度图线如图1中曲线所示，曲线的斜率逐渐变小，反映了汽车的加速度逐渐减小。
由于图线下的面积反映了位移，汽车在这段时间内的位移显然大于(v1+v2)t/2,即大于按匀变速直线运动公式所求得的位移。
需要注意的是，在上述讨论汽车的运动的公式中，F2代表汽车所受的阻力，即所有阻碍汽车运动的力，不要将它与摩擦阻力等同。
机车启动中的功率问题(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即v m ＝P F min ＝P F 阻(式中F min 为最小牵引力，其值等于阻力F 阻)．(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，但速度不是最大，v ＝P F <v m ＝P F 阻. 例题1.一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间t 的变化如图1所示．假定汽车所受阻力的大小F f 恒定不变．下列描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图线中，可能正确的是( )图1答案 A解析 当汽车的功率为P 1时，汽车在运动过程中满足P 1＝F 1v ，因为P 1不变，v 逐渐增大，所以牵引力F 1逐渐减小，由牛顿第二定律得F 1－F f ＝ma 1，F f 不变，所以汽车做加速度减小的加速运动，当F 1＝F f 时速度最大，且v m ＝P 1F 1＝P 1F f.当汽车的功率突变为P 2时，汽车的牵引力突增为F 2，汽车继续加速，由P 2＝F 2v 可知F 2减小，又因F 2－F f ＝ma 2，所以加速度逐渐减小，直到F 2＝F f 时，速度最大v m ′＝P 2F f，此后汽车做匀速直线运动．综合以上分析可知选项A 正确．2．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m 的重物，当重物的速度为v 1时，起重机的功率达到最大值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v 2匀速上升，重物上升的高度为h ，则整个过程中，下列说法正确的是( )A ．钢绳的最大拉力为P v 2B ．钢绳的最大拉力为mgC ．重物匀加速的末速度为P mgD ．重物匀加速运动的加速度为P m v 1－g 答案 D解析 加速过程重物处于超重状态，钢绳拉力较大，匀速运动阶段钢绳的拉力为P v 2，故A 错误；加速过程重物处于超重状态，钢绳拉力大于重力，故B 错误；重物匀加速运动的末速度不是运动的最大速度，此时钢绳对重物的拉力大于其重力，故其速度小于P mg，故C 错误；重物匀加速运动的末速度为v 1，此时的拉力为F ＝P v 1，由牛顿第二定律得：a ＝F －mg m＝P m v 1－g ，故D 正确．。
汽车启动中的功率问题汽车的启动分为两种方式：一是以额定的功率启动最后达到匀速直线运动；二是以恒定的加速度启动最后达到匀速直线运动。
①汽车以额定的功率P启动当汽车以额定的功率P开动后，根据可知，汽车由开启，速度V越来越快，所以汽车的牵引力F牵就越来越小，但是在汽车达到匀速直线运动之前，汽车的牵引力虽然在减小，但还是比汽车所受到的摩擦力要大，所以汽车以额定功率开启是在做加速度越来越小的变加速运动，最后达到匀速直线运动的。
汽车的V-t图像如图所示：②汽车以恒定的加速度a启动当汽车以恒定的加速度a开动后，根据牛顿第二定律可知汽车的牵引力是不变的，汽车在做匀加速直线运动。
但根据公式，又可以看出，汽车的速度在增大，但牵引力却不变，所以汽车的功率要跟着增大。
当汽车的速度增大到一定的时候，汽车的功率已经达到额定的功率，功率不能再增大了，所以此时，汽车就以额定功率继续做加速度越来越小的加速运动，直到汽车做匀速直线运动。
在这个过程中，汽车达到额定功率时的速度，而汽车做匀速直线运动时的速度。
汽车的V-t图像如图所示：课后练习：1、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，汽车行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小为（）A. P/mvB. 2P/mvC. 3P/mvD. 4P/mv2、铁路提速要解决许多技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题。
已知匀速行驶时，列车所受阻力与速度平方成正比，即f=kv2。
列车要提速，就必须研制出更大功率的机车。
那么，当列车分别以200km/h和50km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为（）A. 2:1B. 4:1C. 16:1D. 64:13、质量为5t的汽车，在水平路面上由静止开始做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，所受阻力是1000N，汽车在启动后第1s末牵引力的瞬时功率是（）A. 22 kWB. 20 kWC. 11 kWD. 2 kW4、汽车在水平公路上直线行驶，假设所受到的阻力恒定，汽车达到额定功率做匀速运动的速度为v m，以下说法中正确的是（）A.汽车启动时的加速度与它受到的牵引力成正比B.汽车以恒定功率启动，可能做匀加速运动C.汽车以最大速度行驶后，若要减小行驶速度，可减少牵引功率D.若汽车匀加速启动，则匀加速的末速度可达到v m5、汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，重力加速度取10 m/s2。
机车运动中的功率问题1，功率：功和完成这些功所用时间的比值，是表征物体做功快慢的物理量，是标量。
2，功率计算公式：①tWP =。
②αcos Fv P =，α为F 与物体速度v 之间的夹角。
注意：计算功率时要区分瞬时功率和平均功率问题，若v 为平均速度，则为平均功率，若为瞬时速度，则为瞬时功率。
3，机车的两种特殊运动（1）以恒定的功率P 起动：机车以恒定的功率起动后，若运动过程中所受阻力f 不变，由于牵引力F=P/v ，随v 增大，F 减小。
根据牛顿第二定律mfmv P m f F a -=-=，当速度v 增大时，加速度a 减小，做加速度减小的加速运动。
到F=f 时，a 减小至零，速度达到最大值做匀速直线运动，fPv m =。
可用下面的图框来表示，其图像如下图右。
（2)以恒定的加速度a 起动：由mfF a -=可知，当加速度a 不变时，发动机牵引力F 恒定，再由v F P ⋅=知，F 一定，发动机实际输出功率P 随v 的增大而增大，但当P 增大到额定功率后就不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，v 继续增大，牵引力减小，直至F=f 时，a=0，车速达到最大值，v m =P 额/f ，此后作匀速运动。
在P 增至P 额之前，车匀加速运动，持续时间为()af ma P a F P a v t +=⋅==额额00，这个v 0必定小于v m ，它是车的功率增至P 额之时的瞬时速度。
计算时，先算出F ，F-f=ma ，再求出FP v 额=0，最后根据at v =0求出t 。
在P增至P 额之后，为加速度减小的加速运动。
直至达到v m ，可用下面的图框表示，其图像如右图。
4，判断力F 做功的正负（1）利用力F 与物体速度v 之间的夹角情况来判断，设其夹角为θ，若θ=900，则力对物体不做功；若θ<900，则力F 对物体做正功；若900<θ<1800，，力F 对物体做负功。
（2）根据物体的能量是否变化来判断，若其能量变化，则必有力对物体做功。
高考物理专题——汽车启动问题 知识回顾：汽车由静止开始启动的实际过程较为复杂，在高中阶段我们可以把它简化成以下两种方式：一种是以恒定功率起动；另一种是以匀加速起动。
恒功率启动：当汽车以恒定功率P e 起动时，由Fv P e =知，v 增大，F 减小；由m f F a -=知a 减小，汽车做变加速直线运动。
当a =0，即F=f 时，汽车达到最大速度fP v e m =，此后汽车做匀速直线运动。
恒牵引力启动： 当汽车匀加速起动时，加速度mf F a -=恒定，但v 逐渐增大，由P=FV 可知P 增大，汽车做匀加速直线。
当P=P e 时，匀加速运动结束，由Fv P e =知V 增大，F 减小；由m f F a -=知a 减小，汽车做加速度逐渐减小的直线运动。
当a =0，即F=f 时，汽车达到最大速度fP v e m =，此后汽车做匀速直线运动。
【例1】 汽车发动机的额定功率为60kW ，汽车质量为5t ，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，求：（1）汽车以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？（2）汽车从静止开始，保持以0.5m/s 2的加速度做匀加速运动这一过程能维持多长时间? 解析：（1）汽车以额定功率起动,先做加速度减小\速度增加的变加速运动，当a=0时做匀速直线运动，此时速度最大V m ，则有kmg f F == m e Fv P =所以 s m kmgP v e m /12== （2）汽车以恒定加速度起动，加速度mkmg F a -=，功率随速度增大而增大，V 在达最大值之前，经历了2个过程：先是匀加速，然后是变加速运动。
当功率达到额定功率时，P e =FV 1，设保持匀加速运动的时间为t ，匀加速能达到最大的速度为V 1。
根据牛顿第二定律和运动规律得ma kmg F =- at v =1 1Fv P P e ==代入数据解得s t 16=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。
高中物理“汽车启动”问题相关题目及解析（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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