复习汽车启动问题 .doc

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1、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：Ff当汽车以恒定功率Pe起动时，由PeFv知，v增大，F减小；由a知a减小，m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vPe，此后汽车做匀速mf直线运动。恒牵引力启动：当汽车匀加速起动时，加速度aFfm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=Pe时，匀加速运动结束，由PeF

2、v知V增大，F减小；由aFfm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vPemf，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（2）汽车从静止开始，保持以s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Vm，则有Ffkmg

3、PeFvm所以vmPekmg12m/s（2）汽车以恒定加速度起动，加速度aFkmgm，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，Pe=FV1，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V1。根据牛顿第二定律和运动规律得Fkmgmav1atPPeFv1代入数据解得t16s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。【例2】（★★★★）汽车

4、发动机额定功率为60kW，汽车质量为×103kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的倍，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（2）若汽车从静止开始，以m/s的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间命题意图：考查对汽车起动的两类问题及过程的分析能力.B级要求.错解分析：（1）对v、F、a、p间相互制约关系分析不透，挖掘不到临界条件和临界状态，（2）在第（2）问中认为功率刚达到最大（即额定功率）时，速度亦达到了最大.解题方法与技巧：（1）汽车以恒定功率起动时，

5、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：vFPvaFfm当a0时即Ff时v达到最大vm保持vm匀速运动由此可得汽车速度达到最大时，a=0，FfkmgPFvmPvmkmg=12m/s（2）要维持汽车加速度不变，就要维持其牵引力不变，汽车功率将随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：a定FfpmF定v当PP额时，a定F定f0m即F一定P额即P随v增大而增

6、大所以v还要增大，但是P已经不能变大，保持P额Fv当a0时，v达到最大vmFf此后保持匀速运动am所以，汽车达到最大速度之前已经历了两个过程：匀加速和变加速，匀加速过程能维持到汽车功率增加到P额的时刻，设匀加速能达到最大速度为v，则此时v1atP额FvFkmg代入数据可得:tma16s【例3】（★★★★★）电动机通过一绳子吊起质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m（已知此物体在被吊高接近90m时，已开始以最大速度

7、匀速上升）所需时间为多少命题意图：考查对机械启动两类问题的理解及迁移应用的创新能力.B级要求.错解分析：对第二过程分析不透，加之思维定势，无法巧妙地借助动能定理求t2.解题方法与技巧：此题可以用机车起动类问题的思路，即将物体吊高分为两个过程处理：第一过程是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.第二个过程是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.22在匀加速运动过程中加速度为a=Fmmgm1208810m/s=

8、5m/s末速度vt=PmFm1200120=10m/s上升的时间t1=vta10s=2s5v2102上升高度为h=t=5m2a25在功率恒定的过程中，最后匀速运动的速率为vm=PmFm1200=15m/sFmg8102外力对物体做的总功W=Pmt2-mgh2,动能变化量为ΔEk=12mvm-1mvt221212由动能定理得Pmt2-mgh2=2mvm-mvt2代入数据后解得t2=s，所以t=t1+t2=s所需时间至少为s.难点训练：1.一艘轮船发动