高三专题复习机车启动问题Word下载.docx
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练习2某汽车发动机的额定功率为P=6.0×
104W,汽车的质量m=5×
103kg,该车在水平路面上,沿直线行驶时,阻力是车重的0.1倍,g取10m/s2.试求:
(1)汽车保持额定功率的大小从静止起动后能达到的最大速度是多少?
若此过程历时20s,则汽车的位移多大?
(2)若汽车从静止开始且保持从a=0.5m/s2的加速度做匀加速运动,这一过程能维持多长时间?
.
3、“绿色奥运”是20XX年北京奥运会的三大理念之一,奥组委决定在各比赛场馆使用新型节能环保电动车,届时江汉大学的500名学生将担任司机,负责接送比赛选手和运输器材。
在检测某款电动车性能的某次实验中,质量为8×
102㎏的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15m/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—
图象(图中AB、BO均为直线))。
假设电动车行驶中所受的阻力恒定,求此过程中
(1)电动车的额定功率;
(2)电动车由静止开始运动,经过多长时间,速度达到2m/s?
1.(7分)列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶,在100s内速度由5.0m/s增加到15.0m/s.
(1)求列车的加速度大小.
(2)若列车的质量是1.0×
106kg,机车对列车的牵引力是1.5×
105N,求列车在运动中所受的阻力大小.
(1)根据
①
代入数据得a=0.1m/s2②
(2)设列车在运动中所受的阻力大小为f
由牛顿第二定律F合=F牵-f=ma③
代入数据解得f=5.0×
104N④
2.现有一辆新研制的以氢气做燃料的环保车,质量为6吨,行驶时的阻力为车重的0.05倍,发动机的最大输出功率为60千瓦。
求:
①此车最大的行驶速度。
②若发动机的效率为50%,当以最大速度从北京驶往北戴河(按300千米计)至少需要多少千克氢气。
①汽车起动过程是加速度减小的加速运动。
(3分)
当F=f时,加速度a=0,速度最大。
Vm=P/f=20m/s(3分)
②汽车以最大的速度行驶时:
F=f=3×
103N(2分)
行驶过程中牵引力做功:
W=FS=9×
108J(2分)
发动机做的总功W总=W/η=1.9×
109J(2分)
所需氢气质量
(4分)
3.(20分)心电图的出纸速度(纸带移动的速度)是2.5/s,录下的某人的心电图如图9所示(图纸上每小格边长为1mm,每大格边长为5mm)
求:
(1)此人的心率为多少次/分(保留两位有效数字)?
(2)若某人的心率为75次/分,每跳一次输送80mL血液,他的血压(可看作心脏压送血液
的平均压强)为1.5×
104Pa,据此估算此人心脏跳动做功的平均功率为P.
(3)按第二问的答案估算一下,人的心脏工作一天所做的功相当于把1吨重的物体举起多高?
(提示:
在图象上,相邻的两个最大振幅之间对应的时间为心率的一个周期)
(1)s=vt=2.5cm/s×
60s=150cm
150cm÷
2cm=75(次/分)(约为75次/其他接近值也算正确)
(2)我们可以将心脏推动活塞对外做功的过程,简化为液体推动活塞做功的模型,进而似于气体作等压膨胀推动活塞对外做功的过程。
这样便可以很快的估算出心脏的功率。
根据
将已知条件带入式中得
(3)
4.额定功率80kw的无轨电车,最大速度是72km/h,质量是2×
103kg,如果它从静止先以2m/s2的加速度匀加速开出,阻力大小一定。
(1)求电车匀加速运动行驶的时间。
(2)若电车从静止驶出到增至最大速度共经历了21s,求在此过程中,电车通过的位移。
(1)(8分)
(2分)
匀加速过程汽车达到的最大速度v′m,匀加速时间为t′,位移为S′,
F-f=ma
F=8×
l03N(2分)
(2分)
(2)(9分)汽车从
加速到Vm
(1分)
5.(18分)一辆汽车的质量m=2.0×
103kg,发动机的额定功率P0=60KW,汽车沿平直公路前进时能达到的最大速度vm=54km/h,汽车由静止开始以a=2.0m/s2的加速度匀加速前进,设汽车运动过程中所受阻力恒定不变.
(1)求汽车维持匀加速运动的时间;
(2)若汽车从静止开始到达最大速度所用的时间t/=12.75s,求汽车从静止到最大速度时的最小位移s/
(1)设汽车所受的牵引力为F,阻力为
,汽车匀加速运动的最大速度为
,匀加速阶段,
,则
.
因汽车的输出功率最大只能增大到
,而
,故
(2)当速度增大到
时,加速度减小到零,时间(t′-t),通过位移(s′-s),其中
,s′为总位移,根据动能定理
所以
6.(16分)一辆质量为5×
103kg的汽车从静止开始启动、保持发动机功率恒定在平直公路上行驶。
汽车所受阻力恒为车重的0.1倍,汽车从启动到速度达到最大值的过程中行驶的路程为128m。
现先后测出了某几个时刻汽车的速度(见表格),g取10m/s2。
(1)汽车发动机的功率;
(2)t3时刻汽车运动的加速度;
(3)汽车从启动到速度达到最大值经历的时间。
8.(18分)有一重物A被湖底的绳索固定在水中,A的质量为8.0kg,剪断绳索后,重物A以2.5m/s2的加速度在湖水中匀加速上升,且一直未浮出水面。
不计水的阻力,g取10m/s2。
(1)剪断绳索后,经过1秒钟,浮力对重物A做多少功?
(2)剪断绳索后1.5s末,浮力的功率为多少?
(1)重物A受力分析:
如图
由牛顿第二定律:
……4分
代入数据,解得
……2分
由
得:
(2)由
解得:
1.5s末,浮力的功率为
9.水是生命之源,生活之本,水资源短缺将直接制约一个国家的经济发展。
(3)为了节约用水,应大力发展节水农业。
节水农业采用喷灌方法进行灌溉,喷灌“龙头”距地面h高,水从“龙头”水平喷出,水平射程可达10h,每分钟喷出水的质量为m。
求
①水从喷水“龙头”喷出时的初速度的大小。
②设水是从地下H深的深井中抽取的,水泵每分钟对水做功是多少?
③水泵电机将电能转换成水的机械能的转换效率为50%,灌溉时这个水泵消耗的电功率是多少?
①水从“龙头”喷出做平抛运动,飞行时间为
,
水平射程
初速度
②每分钟水泵对水做功,
2水泵消耗的电功率
10.(4)治理尾气的另一种办法是开发替代燃料,目前较为理想的燃料是氢气、天然气、甲醇等。
现在许多公共汽车采用了天然气(主要成分是甲烷)为燃料。
假设该汽车的质量为6t,行驶中所受的阻力是车重的0.05倍,最大输出功率为60kW。
①此汽车行驶的最大速度是多少?
②若汽车以最大速度行驶,发动机效率是50%,该汽车每公里消耗多少天然气?
已知lkg天然气完全燃烧,放出的热量是5.6×
107J,假设进入气缸的天然气能够完全燃烧。
(g取10m/s2)
31.①汽车所受阻力是f=0.05mg=3.0×
103N(3分)
汽车达到最大速度时,牵引力等于阻力,最大速度
=20m/s(7分)
②汽车行驶1km,发动机做功W=
=3×
106J。
(5分)
消耗燃料M=
=
=0.11kg。
11.跳绳比赛是一种较剧烈的运动,某同学质量为50kg,他每分钟跳绳180次,假定在每次跳跃中,脚与地接触时间是跳跃一次所需时间的2/5;
运动过程中测得他的心跳每分钟140次,血压平均为3×
104Pa,已知心跳一次约输送10-4m3的血液,平时心脏正常工作的平均功率约为1.5W.问:
(1)该同学腾空高度约多大?
(2)他起跳时的初动能多大?
(3)他在上升过程中克服重力做功的平均功率多大?
(4)他的心脏工作时的平均功率与平时相比提高了多少倍?
(1)每次跳跃时间
腾空时间
①
腾空高度
②
(2)起跳时的初速度
③
起跳时的初动能
④
(3)克服重力做功
⑤
平均功率
⑥
(4)依题意,心脏每次泵血体积
血液压强
心跳次数
则心脏每分钟泵血做功
⑦
心脏的平均功率
⑧
心脏的平均功率较平时提高了
⑨
12.某汽车发动机的额定功率为P=6.0×
解:
(1)若汽车以额定功率起动,则由
可知,速度
增大,牵引力F减小,当牵引力减小到等于阻力,汽车获得了最大速度.
代入数据得
由动能定理得:
代入数据可得汽车位移s=168m
(2)当速度达到某一数值时,此时牵引力F和速度v的乘积等于额定功率P时,汽车将不能再继续做匀加速运动,由牛顿第二定律得
并列得
13.下表是一辆电动自行车的部分技术指标.其中额定车速是指自行车于满载的情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度.
额定车速
18km/h
电源输出电压
≥36V
整车质量
40kg
充电时间
6~8h
载
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