專題五機(jī)械能(編輯修改稿)
2024-08-13 14:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 m /s. (2) 設(shè)汽車以加速度 a ＝ m /s2做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力為 F ，由牛頓第二定律得 F － kmg ＝ ma 所以 F ＝ kmg ＋ ma ＝ 103 N 設(shè)汽車勻加速能達(dá)到的最大速度為 vm′ ，則 P ＝ F vm′ 設(shè)勻加速時(shí)間為 t ，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律 vm′ ＝ at 所以 t ＝vm′a＝PFa＝ 16 s. 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 【例 1】 (2022 年浙江卷 )節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽 油及所儲(chǔ)存的電能作為動(dòng)力來(lái)源的汽車．有一質(zhì)量 m＝ 1000 kg 的混合動(dòng)力轎車，在平直公路上以 v1＝ 90 km/h 勻速行駛，發(fā)動(dòng) 機(jī)的輸出功率為 P＝ 50 80 km/h 的限速 標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的 發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng) L＝ 72 m 后， 1 5 后，速度變?yōu)?v2＝ 72 km/ — 用于轎車的 熱點(diǎn) 1 機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題的分析 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 牽引， 用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后 有 50%轉(zhuǎn)化為電池的電能 ． 假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力 保持不變 ． 求： (1)轎車以 90 km/h 在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力 F阻 的大小； (2)轎車從 90 km/h 減速到 72 km/h 過(guò)程中 ， 獲得的電能 E電 ； (3)轎車僅用其在上述減速過(guò)程中獲得的電能 E電 維持 72 km/h 勻速運(yùn)動(dòng)的距離 L′. 45 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 解： (1) 汽車牽引力與輸出功率的關(guān)系 P ＝ F 牽 v 得 F 牽 ＝Pv1＝50 k W90 k m /h＝ 2 103 N 勻速行駛時(shí)牽引力與阻力大小相等，有 F 阻 ＝ 2 103 N. (2) 在減速過(guò)程中，注意到發(fā)動(dòng)機(jī)只有15P 用于汽車的牽引，根據(jù)動(dòng)能定理有15Pt － F 阻 L ＝12m v22－12m v21 代入數(shù)據(jù)得 Pt ＝ 105 J 電源獲得的電能為 E 電 ＝ 45Pt ＝ 104 J. 智浪教育 普惠英才文庫(kù) (3)根據(jù)題設(shè)，轎車在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力仍 為 F阻 ＝ 2 103 N．此過(guò)程中，由能量轉(zhuǎn)化及守恒定律可知，僅 有電能用于克服阻力做功 E電 ＝ F阻 L′ 代入數(shù)據(jù)得 L′＝ m. 備考策略： 處理車輛啟動(dòng)問(wèn)題時(shí)，要分析屬于哪種啟動(dòng)， 屬于啟動(dòng)中的哪個(gè)階段，并要運(yùn)用好對(duì)應(yīng)的規(guī)律．在車輛功率 達(dá)到最大時(shí)，車輛勻速運(yùn)動(dòng)的速度 vm和車輛以恒定的加速度運(yùn) 動(dòng)時(shí)的最大 vm′是不同的， vm′小于 持的時(shí)間 . t＝ vm′a 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 1． (雙選， 2022 年廣州模擬 )2022 年 12 月 19 日下午，聯(lián)合 國(guó)氣候變化大會(huì)達(dá)成 《 哥本哈根協(xié)議 》 ，為減少二氧化碳排放， 我國(guó)城市公交推出新型節(jié)能環(huán)保電動(dòng)車，在檢測(cè)某款電動(dòng)車性 能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為 8 102 kg 的電動(dòng)車由靜止開始沿平直公路 行駛，達(dá)到的最大速度為 15 m/s，利用傳感器測(cè)得此過(guò)程中不 如圖 5－ 1－ 4 所示 (圖中 AB、 BO 均為直線 )．假設(shè)電動(dòng)車行駛 中所受的阻力恒定，則 ( ) 同時(shí)刻電動(dòng)車的 牽引力 F 與對(duì)應(yīng)的速度 v ，并描繪出 F － 1v 圖 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 圖 5－ 1－ 4 A．在全過(guò)程中，電動(dòng)車在 B 點(diǎn)時(shí)速度最大 B． BA 過(guò)程電動(dòng)車做勻加速運(yùn)動(dòng) C． CB 過(guò)程電動(dòng)車做減速運(yùn)動(dòng) D． CB 過(guò)程 電動(dòng)車的牽引力的功率恒定 答案： BD 智浪教育 普惠英才文庫(kù) A. 0～ 2 s 內(nèi)外力的平均功率是 — W 熱點(diǎn) 2 功和功率的計(jì)算 【 例 2】 (2022 年海南卷 )一質(zhì)量為 1 kg 的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑 水平面上，從 t＝ 0 時(shí)起，第 1 s 內(nèi)受到 2 N 的水平外力作用， 第 2 s 內(nèi)受到同方向的 1 N 的外力作用．下列判斷正確的是 ( ) 9 4 B．第 2 s 內(nèi)外力所 做的功是 5 4 J C．第 2 s 末外力的 瞬時(shí)功率最大 D．第 1 s 內(nèi)與第 2 s 內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值是 4 5 智浪
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