2019届高考物理系列模型之过程模型专题动力机械起动模型学案物理.pdfVIP

专题11 动力机械的起动模型 模型界定 动力机械在工作时需受到额定功率的制约，常见的起动过程有两种模式，本模型中对两种起 动模式中的规律加以归纳并对比． 模型破解 1.以恒定功率起动 （i）动力机械以恒定功率启动的运动过程： 从静止开始，以恒定功率做加速度减小（a↓）的变加速运动，当加速度减小到零时，做匀 速运动，各量的变化情况如下： v↑ F= ↓ a= ↓ 当F=F 时a=0， f 此时速度v达最大速度v，此后动力机械保持v 做匀速直线运动.所以当动力机械（或其牵 m m 引的物体）达到最大速度时 a=0，F=F，P=Fv=Fv. f e m f m （ii）起动过程中各量随时间变化的关系如图１： (iii)常用的方程 ①动力学方程 ②瞬时功率方程 ③动能定理方程 ④最大速度方程 m P v 例 1.质量为 的汽车以恒定的功率 在平直的公路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为 ， 1 v v v 则当汽车的速率为 ( )时，汽车的加速度为 ( ) 2 2 1 P P A.mv1 B.mv2 P(v1－v2 Pv1v2 C. mv1v2 D.m(v1－v2 【答案】Ｃ P P F v F 【解析】汽车所受阻力为 ＝v1，汽车速度为 时的牵引力为 ＝v2，由牛顿第二定 f 2 P P P(v1－v2 F F ma ma a 律得 － ＝ ，即v2－v1＝ ，所以 ＝ mv1v2 ，应选C. f 例 2.节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量 kg 的混合动力轿车，在平直公路上以 km/h 匀速行驶，发动机的输出功率 为 kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动 利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动 m 后，速度 变为 。此过程中发动机功率的 用于轿车的牵引， 用于供给发电机工作， 发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受 阻力保持不变。求 （1）轿车以 在平直公路上匀速行驶，所受阻力 的大小 （2）轿车以 减速到 过程中，获得的电能 ； 电 （3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能 ，维持在 匀速运动的距离 。 电 【答案】（1） （2） （3）31.5m 【解析】: （1）汽车牵引力与输出功率关系 （2）在减速过程中，注意到发动机只有 用于汽车的牵引。根据动能定理有 代入数据得