2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版必修第二册）专题8.5 机车功率问题（解析版）.pdfVIP

专题8.5机车功率问题

【人教版】

【题型1恒定功率启动图像分析】

【题型2恒定加速度启动v-t图像分析】

【题型3恒定加速度启动不涉及v-t图像】

【题型4图像分析综合】

【题型5最大速度的求解】

【题型6联系实际】

【题型7对比问题】

【题型8综合问题】

【题型1恒定功率启动图像分析】

【例1】[多选]汽车以恒定功率P、初速度冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定

v0

不变，则汽车上坡过程的v-t图像可能是选项图中的()

P

解析：选BCD由瞬时功率P＝F可知，汽车功率恒定，汽车开始所受牵引力F＝，若

v

v0

牵引力与汽车所受阻力相等，则汽车做匀速运动，B项中v-t图像是可能的；若牵引力大于

阻力，则汽车做加速运动，则随速度增大，牵引力减小，而汽车所受阻力不变，由牛顿第二

定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，C项中-t图像是可能的，A项中-t图像

vv

是不可能的；若牵引力小于阻力，则汽车做减速运动，牵引力增大，汽车所受阻力不变，由

牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，D项中-t图像是可能的。

v

3

【变式1-1】如图甲所示，在粗糙的水平路段AB上有一质量为4×10kg的越野车，正以5

m/s的速度向右匀速运动，越野车前方的水平路段BC较平坦，越野车用12s通过整个ABC

路段的v-t图像如图乙所示，在t＝12s处水平虚线与曲线相切，运动过程中越野车发动机

的输出功率保持80kW不变。假设越野车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻

力等)各自恒定，求：

(1)越野车在AB路段上运动时所受的阻力大小；

(2)BC路段的长度。

[解析](1)越野车在AB路段时做匀速运动，有F＝f

11

又P＝Fv

11

联立解得f＝16000N。

1

(2)t＝12s时越野车处于平衡状态，有F＝f，P＝Fv

2222

联立解得f＝8000N

2

在BC路段运动时间为t＝8s

2

11

22

由动能定理有Pt－fx＝mv－mv

2221

22

代入数据解得x＝61.25m。

[答案](1)16000N(2)61.25m

【变式1-2】[多选]质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，

1

其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车()

v

A．速度随时间均匀增大

B．加速度随时间均匀增大

C．输出功率为160kW

D．所受阻力大