人教版高中物理必修第二册精品课件 第8章 机械能守恒定律 专题提升七 变力做功和机车启动问题.ppt

角度2以恒定加速度启动【例题5】超级电容车运行中无需连接电缆,只需在乘客上车间隙充电30s到1min,就能行驶3~5km。现有一辆超级电容车,质量m=2×103kg,额定功率P=60kW,假设该超级电容车启动时与机动车启动模式相同,它在平直水平路面上行驶时,受到的阻力Ff是车重的,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0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程中牵引力为多大?能维持多长时间??解析(1)当超级电容车速度达到最大时,超级电容车的牵引力与阻力平衡,即F=Ff=kmg=2000N根据P=Ffvm(2)超级电容车做匀加速运动,由牛顿第二定律得F1-Ff=ma解得F1=3000N设超级电容车刚达到额定功率时的速度为v1,P=F1v1答案(1)30m/s(2)3000N40s方法技巧机车启动问题中几个物理量的求法(1)机车的最大速度vm的求法机车最终匀速前进时速度最大,此时牵引力F大小等于阻力大小Ff,故对点演练2.一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到的阻力大小恒为车重力的,g取10m/s2,则()A.汽车在前5s内受到的阻力大小为200NB.前5s内的牵引力大小为6×103NC.汽车的额定功率为40kWD.汽车的最大速度为20m/sB学以致用·随堂检测全达标1234C1.(变力做功)(2024山西吕梁期末)某块石头陷入淤泥过程中,其所受的阻力F与深度h的关系为F=kh+F0(k、F0已知),石头沿竖直方向做直线运动,当h=h0时,石头陷入淤泥过程中克服阻力做的功为()A.F0h0 B.kF0h0解析由于阻力与深度为线性关系,则克服阻力做的功为12342.(变力做功)(多选)(2024湖南岳阳期末)如图所示,摆球质量为m,悬线长度为l,悬线无弹性,把悬线拉到水平位置后放手。若在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小F阻不变,方向始终与速度方向相反,OB竖直,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.重力做功为mglB.悬线的拉力做功不为零C.空气阻力做功为-mglAD2134解析重力做功为WG=mghAB=mgl,故A正确;由于悬线的拉力始终与速度方向垂直,则悬线的拉力做功为零,故B错误;由于空气阻力大小不变,且方向始终与速度方向相反,可知空气阻力做功为,故C错误,D正确。12343.(机车的功率与力、速度的关系)如图所示,汽车在高速公路上行驶,驾驶员开启汽车定速巡航系统,使汽车保持速率不变。某段时间内该汽车通过abc段路面,其中ab段为水平路面,bc段为平直上坡路面。设在整个过程中汽车所受空气阻力和地面摩擦阻力的大小不变。下列说法正确的是()A.在ab段汽车的输出功率逐渐减小B.在bc段汽车的输出功率逐渐减小C.汽车在ab段的输出功率比bc段的大D.汽车在bc段的输出功率比ab段的大D1234解析在bc段,根据平衡条件可知,牵引力F2=mgsinθ+F阻,所以在bc段汽车的输出功率P2=F2v,故在bc段汽车的输出功率恒定不变;在ab段,根据平衡条件可得牵引力F1=F阻,所以在ab段汽车的输出功率P1=F1v,故在ab段汽车的输出功率恒定不变,故A、B错误。由A、B选项分析可知P2P1,故D正确,C错误。12344.(恒定加速度启动)(2024江苏苏州期末)两轮平衡车深受年轻人的喜爱,它的动力系统由电池驱动,能够输出的最大功率为P0,小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动,受到的阻力恒为Ff。已知小明和平衡车的总质量为m,从启动到达到最大速度的整个过程中,小明和平衡车可视为质点,不计小明对平衡车做的功。设平衡车启动后的一段时间内是由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,则()A1234学习目标1.掌握求变力做功的方法。(科学思维)2.理解摩擦力做功的特点。(科学思维)3.能够运用P=Fv分析机车的两种启动方式。(物理观念)重难探究·能力素养全提升目录索引学以致用·随堂检测全达标重难探究·能力素养全提升探究点一求变力做功的5种方法知识归纳方法常见情境方法概述微元法将物体的位移分割成许多小段,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,将求变力做功转化为求在无数