高考物理模型全歸納第30講變功率及機車啟動模型-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

高考物理全歸納——模型專題在高中物理教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識、理解和建立“物理模型”，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的有效途徑。一、什么是物理模型自然界中事物與事物之間總是存在著千絲萬縷的聯(lián)系，并都處在不斷的變化之中。面對復(fù)雜多變的自然界，進(jìn)行科學(xué)研究時，總是遵循這樣一條重要的原則，即從簡到繁，先易后難，循序漸進(jìn)，逐次深入。物理模型有三個類型：（1）物理研究對象的理想化（對象模型）；（2）物理條件的理想化（條件模型）；（3）物理過程的理想化（過程模型）二、為什么要建立物理模型1、幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法      2、落實“過程與方法”的教學(xué)目標(biāo)3、提高學(xué)生解決問題能力三、如何幫助學(xué)生的建立物理模型（一）提高認(rèn)識，重視過程：對研究對象建立理想的物理模型和在研究物理過程中選擇最簡單的物理模型，在教學(xué)中是經(jīng)常涉及到的，但學(xué)生總不能從中得到啟示。（二）概括總結(jié)，觸類旁通：新課程提出高中階段應(yīng)給學(xué)生更多的空間，讓學(xué)生較獨立地進(jìn)行科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究、自主學(xué)習(xí)、自已解決問題的能力。  第30講變功率及機車啟動模型（多選）1．（2022·廣東）如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s勻速行駛，在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為50kg，MN＝PQ＝20m，PQ段的傾角為30°，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。下列說法正確的有（　?。?/span>A．從M到N，小車牽引力大小為40N B．從M到N，小車克服摩擦力做功800J C．從P到Q，小車重力勢能增加1×104J D．從P到Q，小車克服摩擦力做功700J2．（2021·湖南）“復(fù)興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達(dá)到提速的目的。總質(zhì)量為m的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P，若動車組所受的阻力與其速率成正比（F阻＝kv，k為常量），動車組能達(dá)到的最大速度為vm。下列說法正確的是（　　）A．動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變 B．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動 C．若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P，則動車組勻速行駛的速度為vm D．若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間t達(dá)到最大速度vm，則這一過程中該動車組克服阻力做的功為mvm2﹣Pt 一.知識回顧1.平均功率的計算方法(1)利用＝。
(2)利用＝F·cosθ，其中為物體運動的平均速度，F為恒力。2．瞬時功率的計算方法利用公式P＝F·vcosθ，其中v為該時刻的瞬時速度。3.求力做功的功率時應(yīng)注意的問題(1)明確所求功率是平均功率還是瞬時功率。求平均功率首選＝，其次是用＝F·cosα，應(yīng)容易求得，如求勻變速直線運動中某力的平均功率。(2)求瞬時功率用P＝Fvcosα，要注意F與v方向間的夾角α對結(jié)果的影響，功率是力與力的方向上速度的乘積。4.兩種啟動方式的比較兩種方式以恒定功率啟動以恒定加速度啟動P-t圖和v -t圖OA段分析過程 v↑?F＝↓?a＝↓a＝不變?F不變v↑?P＝Fv↑直到P額＝Fv1運動性質(zhì)加速度減小的加速直線運動勻加速直線運動，維持時間t0＝AB段  過程分析F＝F阻?a＝0?vm＝v↑?F＝↓?a＝↓運動性質(zhì)以vm勻速直線運動加速度減小的加速直線運動BC段無F＝F阻?a＝0?
  以vm＝勻速直線運動5．三個重要關(guān)系式(1)無論哪種啟動過程，機車的最大速度都等于其勻速直線運動時的速度，即vm＝＝(式中Fmin為最小牽引力，其值等于阻力F阻)。(2)機車以恒定加速度啟動的運動過程中，勻加速過程結(jié)束時，功率最大，速度不是最大，即v＝<vm＝。(3)機車以恒定功率運行時，牽引力做的功W＝Pt。由動能定理：Pt－F阻x＝ΔEk。此式經(jīng)常用于求解機車以恒定功率啟動過程的位移大小。二.例題精析題型一：常規(guī)題1．一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上，從t＝0時刻開始，將一個大小為F的水平恒力作用在該木塊上，在t＝t1時刻F的功率和時間t1內(nèi)的平均功率分別為（　?。?/span>A．， B．t1，t1 C．t1， D．t1，題型二：機車啟動2．下列各圖是反映汽車（額定功率為P額）從靜止開始勻加速啟動，最后做勻速直線運動的過程中，其加速度、牽引力、功率隨速度變化的圖像和速度—時間圖像，其中不正確的是（　?。?/span>A． B． C． D．三.舉一反三，鞏固練習(xí)
質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機功率恒為P，且行駛過程中受到的阻力大小一定，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的車速為時，汽車的瞬時加速度的大小為（　?。?/span>A． B． C． D．一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛，汽車所受牽引力F隨時間t變化關(guān)系圖線如圖所示。若汽車的質(zhì)量為1.2×103kg，阻力恒定，汽車的最大功率恒定，則以下說法正確的是（　?。?/span>A．汽車的最大功率為5×104W B．汽車勻加速運動階段的加速度為（m/s2） C．汽車先做勻加速運動，然后再做勻速直線運動 D．汽車從靜止開始運動12s內(nèi)位移是60m（多選）國家十三五規(guī)劃中提出實施新能源汽車推廣計劃，提高電動車產(chǎn)業(yè)化水平。某款電動概念車質(zhì)量為m，在一段平直公路上由靜止勻加速啟動，加速度大小為a，經(jīng)時間t達(dá)到額定功率。若汽車運動過程中阻力恒為f，則下列說法中正確的是（　?。?/span>A．牽引力做的功為 B．牽引力做的功為 C．該汽車的額定功率為fat D．該汽車的額定功率為（ma+f）at如圖所示是汽車牽引力F和車速倒數(shù)的關(guān)系圖像，若汽車由靜止開始沿平直公路行駛，其質(zhì)量為2×103kg，所受阻力恒定，且最大車速為30m/s，則以下說法正確的是（　?。?/span>
A．汽車的額定功率為6×103W B．汽車運動過程中受到的阻力為6×103N C．汽車先做勻加速運動，然后再做勻速直線運動 D．汽車做勻加速運動的時間是5s一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達(dá)到額定功率，之后保持額定功率運動，其v﹣t圖像如圖所示，已知汽車的質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車受到的阻力為車重的0.1倍，g取10m/s2，則下列說法正確的是（　?。?/span>A．汽車在前5s內(nèi)的加速度為2m/s2 B．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為4×103N C．汽車的額定功率為50kW D．汽車的最大速度為15m/s一輛新能源汽車在平直的公路上由靜止開始啟動，在啟動過程中，汽車牽引力的功率及其瞬時速度隨時間的變化情況分別如圖甲、乙所示，已知汽車所受阻力恒為重力的，重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是（　　）A．該汽車的質(zhì)量為2.0×103kg B．在前5s內(nèi)，汽車前進(jìn)位移大小為25m C．整個過程中汽車的牽引力大小保持不變
D．在前5s內(nèi)，汽車牽引力做功為3.75×104J2022年3月以來，上海新一輪疫情爆發(fā)，駐馬店一愛心組織迅速籌集一批生活援助物資發(fā)往上海。一裝載援助物資的汽車啟動過程的加速度a隨位移x變化的圖像，如圖所示。已知汽車（含援助物資）的質(zhì)量為m，在距離出發(fā)點x1處達(dá)到額定功率P，汽車所受阻力恒為f，則該汽車從距離出發(fā)點x1處到速度增至最大所用的時間為（　?。?/span>A． B． C． D． “能源危機”是人類社會面臨的重大問題，開發(fā)“綠色能源”是解決“能源危機”的重要途徑。如圖所示為育才中學(xué)科技小組劉某呈同學(xué)制作的新能源“汽車”——“太陽能驅(qū)動小車”。當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流流經(jīng)電動機，于是電動機帶動小車前進(jìn)。若小車質(zhì)量為m，在平直的路面上由靜止開始沿直線加速行駛，經(jīng)過一段時間速度達(dá)到最大值vm，此加速過程所用時間為t，電動機的功率恒為P，小車所受阻力恒為F，則這段時間內(nèi)（　　）A．小車做勻加速運動 B．小車受到的牽引力逐漸增大 C．小車受到的合外力所做的功為Pt D．小車從靜止開始到達(dá)到最大速度vm，小車前進(jìn)的距離為復(fù)興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350km/h自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標(biāo)志性成果。一列質(zhì)量為m的動車，初速度為v0，以恒定功率P在平直軌道上運動，經(jīng)時間t
達(dá)到該功率下的最大速度vm，設(shè)動車行駛過程所受到的阻力F保持不變。列車在整個過程中，下列說法正確的是（　?。?/span>A．做勻加速直線運動 B．牽引力的功率P＝Fvm C．當(dāng)動車速度為時，其加速度為 D．牽引力做功等于mv02如圖所示為某品牌的電動車，質(zhì)量為60kg，電動車行駛時所受阻力大小為車和人總重力的0.05倍。一質(zhì)量為40kg的人騎著該電動車在水平地面上由靜止開始以額定功率行駛，5s內(nèi)行駛了15m，速度達(dá)到5m/s。已知重力加速度為g＝10m/s2.該電動車以額定功率行駛能達(dá)到的最大速度為（　?。?/span>A．5m/s B．6m/s C．7m/s D．8m/s如圖所示為高速磁懸浮列車在水平長直軌道上的模擬運行圖，5節(jié)質(zhì)量均為m的車廂編組運行，只有1號車廂為動力車廂。列車由靜止開始以額定功率P運行，經(jīng)過一段時間達(dá)到最大速度。列車向右運動過程中，1號車廂會受到前方空氣的阻力，假設(shè)車廂碰到空氣前空氣的速度為0，碰到空氣后空氣的速度立刻與列車速度相同，已知空氣密度為ρ，1號車廂的超風(fēng)面積（垂直運動方向上的投影面積）為S。不計其他阻力，忽略2號、3號、4號、5號車廂受到的空氣阻力。當(dāng)列車以額定功率運行到速度為最大速度的一半時，3號車廂對4號車廂的作用力大小為（　?。?/span>A． B． C． D．

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