2020年高考物理素養(yǎng)提升專題05機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式解析版

1、素養(yǎng)提升微突破05機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式培養(yǎng)有社會(huì)擔(dān)當(dāng)?shù)暮们嗄隀C(jī)車啟動(dòng)物體（機(jī)車）在牽引力（受功率和速度制約）作用下，從靜止開始克服一定的阻力，加速 度不變或變化，最終加速度等于零，速度達(dá)到最大值。結(jié)合實(shí)際生活體現(xiàn)了物理核心素養(yǎng)的運(yùn) 動(dòng)觀念和能量觀念，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)意識(shí)?！?018 新課標(biāo)全國I卷】高鐵列車在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的均加速直線運(yùn)動(dòng)，在啟動(dòng)階段列車的動(dòng)能A.與它所經(jīng)歷的時(shí)間成正比B,與它的位移成正比C.與它的速度成正比D.與它的動(dòng)量成正比【答案】B【解析】 根據(jù)初速度為零勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，在啟動(dòng)階段，列車的速度與時(shí)間成正比，即v=at,由動(dòng)能公式Ek= - m

2、v2,可知列車動(dòng)能與速度的二次萬成正比，與時(shí)間的二次萬成正比，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤；1 O D2由/=2ax,可知列車動(dòng)能與位移 x成正比，選項(xiàng)B正確；由動(dòng)重公式p=mv,可知列車動(dòng)能Ek= mv = :即與列車的動(dòng)量二次方成正比，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！舅仞B(yǎng)解讀】本題實(shí)際生活問題，考查運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能以及動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系的知識(shí)。體現(xiàn)了物理核心素養(yǎng)中的運(yùn)動(dòng)觀念、能量觀念。解碼素養(yǎng)、以恒定功率啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程分析速度卜二 J當(dāng)時(shí)曠0 達(dá)到用大速度小琮島r., f 勻速還動(dòng)加速/逐漸減小 的專加速直毆運(yùn)動(dòng)勻速P,且行駛過程中受到的摩擦【典例1】質(zhì)量為m的汽車，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為阻力大小一定，汽

3、車速度能夠達(dá)到的最大值為v,那么當(dāng)汽車的速度為沙汽車的瞬時(shí)加速度的大小A.mvB.2PmvC.3PmvD.4Pmv當(dāng)汽車牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，則阻力P ，一，F(xiàn)f=P,當(dāng)速度為_ , P 4P . . . _，牽引力f=p=-7，由牛頓第4二定律得FFf=ma,解得a=,選項(xiàng)C正確。【素養(yǎng)解讀】本題考查機(jī)車啟動(dòng)、牛頓第二定律，是力與運(yùn)動(dòng)的實(shí)際生活結(jié)合問題，體現(xiàn)了物理學(xué)科素養(yǎng)的相互作用與運(yùn)動(dòng)觀念。二、以恒定加速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程分析【典例2】一起重機(jī)的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當(dāng)重物的速度為 vi時(shí)，起重機(jī)的功率達(dá)到最大值P,以后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速

4、度v2勻速上升，重物上升的高度為ho則整個(gè)過程中，下列說法正確的是PA.鋼繩的取大拉力為一V2B.鋼繩的最大拉力為 mgPC.重物做勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為 D.重物做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為 P- gmvi【答案】D【解析】重物向上加速過程處于超重狀態(tài)，鋼繩拉力大于mg,勻速運(yùn)動(dòng)階段鋼繩的拉力為 ： = mg,故A、mg,故其速度小B錯(cuò)誤；重物勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度不是運(yùn)動(dòng)的最大速度，此時(shí)鋼繩對(duì)重物的拉力大于Pmg:PmviPF mgg,故D正確。，故C錯(cuò)誤；重物勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為 vi,此時(shí)的拉力為F = vP,由牛頓第二定律得：a=m【素養(yǎng)解讀】對(duì)實(shí)際問題，要善于建立物理模型，并靈活運(yùn)用力學(xué)和運(yùn)動(dòng)

5、學(xué)的知識(shí)建立方程求解，關(guān)鍵是對(duì)問題的分析理解能力及建模能力的培養(yǎng)。1.12019廣西檢測(cè)】一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)V圖像如圖所示。若已知汽車的質(zhì)量,則根據(jù)圖像所給的信息，不能求出的物理量是A.汽車的功率B.汽車行駛的最大速度C.汽車所受到的阻力D.汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間2.12018新課標(biāo)全國III卷】地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機(jī)通過豎井運(yùn)送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小V隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，其中圖線分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相同；兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等。不考慮摩

6、擦阻力和空氣阻力。對(duì)于第次和第次提升過程 TOC o 1-5 h z A.礦車上升所用的時(shí)間之比為4:5B.電機(jī)的最大牽引力之比為2:1C.電機(jī)輸出的最大功率之比為2:1D,電機(jī)所做的功之比為4:5.在港珠澳大橋 6.7千米海底隧道的兩端各建有一個(gè)人工島，兩人工島及隧道路面可簡化成如圖所示，各部分的長度已在圖中標(biāo)出，其中傾斜路面與水平路面之間有一小段圓弧連接，重力加速度為go(1)假設(shè)汽車在傾斜路面上運(yùn)動(dòng)所受阻力和在水平路面上運(yùn)動(dòng)所受阻力相等。若汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后剛好能夠從左側(cè)傾斜路面向下勻速運(yùn)動(dòng)，求汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)以速度V0從左側(cè)傾斜路面的最高點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)后，能夠在水平路面上運(yùn)動(dòng)的距離s(sL2)

7、；(2)已知質(zhì)量為m、額定功率為P的汽車在水平路面上行駛的最大速度為vm1,若汽車在水平路面上以加速度a勻加速啟動(dòng)，求汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)已知質(zhì)量為m、額定功率為P的汽車在圖中右側(cè)傾斜路面上向上行駛的最大速度為Vm2,求汽車以額定功率在右側(cè)傾斜路面上向上行駛速度為V1(V1 0= 2t0+t + (t0+t ) v0,解得：t = t0,所以第次和第次提升過程所用時(shí)間之比1 . . _ 為2t ： (2t0+ 2t0)=4 : 5,選項(xiàng)A正確；由于兩次提升變速階段的加速度大小相同，在勻加速階段，由牛頓第二定律，F(xiàn)g=ma,可得提升的最大牽引力之比為1 ： 1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由功率公式，

8、P=Fv,電機(jī)輸出的最大功率之比等于最大速度之比，為2： 1,選項(xiàng)C正確；兩次提升過程中礦車的初末速度都為零，D錯(cuò)誤。3.voWh2 + L12 2gh(2)P_P, ,一 + ma avm1Pmv1Pmvm2則電機(jī)做的功等于克服重力做的功，重力做的功相等，故電機(jī)兩次做功相同，選項(xiàng)(1)設(shè)左側(cè)傾斜路面與水平路面的夾角為0,由共點(diǎn)力的平衡條件可得汽車在左側(cè)傾斜路面上運(yùn)動(dòng)所受的h阻力大小 f1= mgsin 0, sin 0=一 h2+L12/h2+L122ghV、時(shí)間為t,則P1V0汽車運(yùn)動(dòng)到水平路面時(shí)速度為V0,由動(dòng)能定理得一fis=0 2mv02,聯(lián)立解得s=-(2)汽車啟動(dòng)過程中達(dá)到最大速度Vm1時(shí)，牽引力等于阻力，則P=f2Vm1,解得阻力設(shè)在勻加速啟動(dòng)過程中， 汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力為F、達(dá)到額定功率時(shí)的速度為=Fv, v= at, F-f2= ma TOC o 1-5 h z 、-P聯(lián)立解得t=P。一+ ma aVm1(3)由P=F阻Vm2(F阻包含重力沿斜面向下的分力)當(dāng)汽車速度為v1時(shí)牽引力=3由牛頓第二定律有 F1 F阻=ma1、P P聯(lián)立斛信a1=mv mvm? TOC o 1-5 h z 22mv2 mv1 x4 十 一2PV2牽引力做功 W等于汽車增加的動(dòng)能AEk與克服摩擦力所做的功Wf之和即 W= AEk+ Wf10 1n其中 AEk= 2mv222m