机车启动模型-2024年高三物理二轮常见模型含答案

机车启动模型—2024年高三物理二轮常见模型

机车启动模型

特训目标特训内容

目标1高考真题(1T-4T)

目标2以恒定功率启动模型(5T-8T)

目标3以恒定加速度启动模型(9T-12T)

目标4有关机车启动问题的图像问题(13T—16T)

目标5类机车启动模型(17T-20T)

【特训典例】

一、高考真题

逾1口2023年我国首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行,实线重要技术突破。设该

系统的试验列车质量为机,某次试验中列车以速率般在平直轨道上匀速行驶，刹车时牵引系统处

于关闭状态,制动装置提供大小为F的制动力,列车减速直至停止。若列车行驶时始终受到大小为了的空

气阻力，则()

A.列车减速过程的加速度大小a=E

m

B.列车减速过程F的冲量为mn

C.列车减速过程通过的位移大小为呼

2(F+/)

D.列车匀速行驶时，牵引系统的输出功率为(/+F)”

题目区两节动车的额定功率分别为R和2,在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为g和屯。现将它们

编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为

()

—B—。2+丛1c(■+»鹏2D(—十»以2

8+£R+2P1V1+P2V2PiV2-\-p2^1

题日回质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力/均为恒力，如图所示,小车用

一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为S时，小车达

到额定功率,轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为52。物体与地面间的动摩擦

因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率几为()

mM

A/2F?(F—9⑸―SJ-’27(尸-力网-S)SI

W

,V(M+^S2-MSX(M+m)S—mSi

2•••

/2—(F—/)§—SJS2/2力穴一力⑸―S，S2

D.

V(M+m')S2-MS1y(M+n^Sz+nzSi

题目⑷小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的质量为20kg的重物竖直

提升到高为85.2m的平台，先加速再匀速,最后做加速度大小不超过Sm/sz的匀减速运动,到达平台的速度

刚好为零，9取lOm/sz,则提升重物的最短时间为（）

A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.0s

二、以恒定功率启动模型

题目回近年来一批国产电车正在强势崛起。现有某电车自重2吨，额定功率360kW。在某次电车性能测

试中，电车以额定功率启动，从0加速到108km/h用时5s,再经过20s后达到最大速度216km/h。假设电车

运动过程中所受阻力不变，则下列说法中正确的是（）

A.电车前5s加速过程中加速度不变

B.小车所受阻力为12000N

C.从静止加速到最大速度，电车行驶的位移为900米

D.当电车速度为40m/s时，其加速度是Zm/s?

题目回目前,我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为测验某项无人驾驶技术，某公司对

一款无人驾驶汽车的性能进行了测试:让质量为小的汽车沿一山坡直线行驶，测试中发现，下坡时若关掉

油门，则汽车的速度大小保持不变;若以恒定的功率P上坡,则汽车从静止启动做加速运动，发生位移s时

速度刚好达到最大值加。设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小保持不变,下列说法不正确的是

（）

A.关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能是守恒的

B.关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的冲量不为零

C.上坡过程中，当汽车速度达到誓时,加速度&=上

2mvm

2

D.上坡过程中,汽车的速度由0增至加所用的时间片警+工

2Pvm

题目⑶如图所示,高铁动车使从天津到北京的通行时间缩短在半小时左右，便利出行。假设此高铁动车启

动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为小,最

高行驶速度电=350km/h。则下列说法正确的是（）

A.当动车的速度为粤时，动车的加速度大小为二匕

4mvm

B.由题目信息无法估算天津到北京铁路的长度

C.从启动到速度为%的过程中，动车牵引力所做的功为寺山嫌

D.行驶过程中动车受到的阻力大小为P5

题目包共享电动车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具，如图所示，某共享电动车和驾驶员

的总质量为100kg,电动车的额定功率为500W。若电动车从静止开始以额定功率在水平路面沿直线行

驶，行驶中最大速度为5m/s,假定行驶中所受阻力恒定，重力加速度9取lOm/s?。下列说法正确的是

（）

A.电动车受到的阻力大小为100N

B.加速阶段，电动车的加速度保持不变

C.当电动车的速度为2.5m/s时，其加速度大小为2m/s2

D.若电动车从静止开始以2m/s2的加速度匀加速启动，匀加速时间共5s

三、以恒定加速度启动模型

题目⑥2023年U月10日，我国首条超高速低真空管道磁浮交通系统--高速飞车大同（阳高）试验线工程

完工，其特点是全封闭真空管道和磁悬浮运输。如图所示,高速飞车的质量为小,额定功率为P,高速飞车

在平直轨道上从静止开始运动,先以加速度a做匀加速直线运动，加速过程中达到额定功率Fo后又经过

一段时间达到该功率下的最大速度，若高速飞车行驶过程中所受到的阻力为吁且保持不变，则下列说法正

确的是（）

A.高速飞车匀加速直线运动过程中达到的最大速度为包

ma

B.高速飞车匀加速直线运动的时间为丁且~-

2a（耳

D.高速飞车在整个加速过程中牵引力做功等于‘卷

2邛

题目①高铁已成为中国的“国家名片”，是大多数人出行的首选。提高列车运动速率的有效途径是增大发

动机的功率和减小阻力。某列车由若干节额定功率均为P的动力车厢组成,行驶时所受的阻力与速率的

二次方成正比，即/=的2,只启用一节动力车厢时列车能达到的最大速度为与。列车由静止开始运动,下

列说法正确的是（）

A.若列车匀加速启动,则牵引力恒定

B.若列车输出功率恒定，则做匀加速运动

C.若启用4节动力车厢,则列车的最大速度为4”小

D.若列车最大速度提高到为恒,则需要启用8节动力车厢

题目五|我国新能源电动汽车越来越受到大众的喜爱。一款电动家用轿车在某次测试中先匀加速启动达到

额定功率后以额定功率继续加速运动。测得轿车由静止加速到30m/s时间仅为3s,则轿车在该段时间内

（）

A.牵引力不断增大B.位移大于45nl

C.平均速度为15m/sD.匀加速阶段的加速度为10m/s2

题目电某探究小组对一辆新能源小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运

动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为力图像，如图所示（除2~10s时间段图线为曲线

外，其余时间段图线均为直线）。已知小车运动的过程中，2~14s时间段内小车的功率保持不变，在第14s

末撤去动力而让小车自由滑行,小车的质量为LOkg,可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不

变。以下对小车的描述正确的是（）

A.小车所受的阻力大小为3NB.小车匀速行驶阶段的功率为9W

C.小车在加速运动过程中位移的大小为40mD.小车在前2s受到的合力大小大于阻力大小

四、有关机车启动问题的图像问题

、题目应一辆摩托车在平直的公路上由静止启动，摩托车所受牵引力F随时间力变化关系如图所示。摩托

车总质量为200kg,额定功率为2XioHy,运动过程所受阻力恒定，则（）

-F/X103N

0.8----------f----------

。t\Gt/s

A.摩托车在0〜句时间内做匀加速运动，力〜益时间内做减速运动

B.摩托车在0〜句时间内的加速度为Sm/s?

C.运动过程中摩托车的最大速度为20m/s

D.摩托车匀加速行驶的时间为20s

题目兀某学校科技小组制作的太阳能驱动小车如图甲所示。太阳能驱动小车的质量河=40kg,小车在水

平地面上由静止开始做直线运动，一段时间内小车的速度v与牵引力的功率P随时间变化的图像分别如图

乙、丙所示。已知3s末小车牵引力的功率达到额定功率，10s末小车的速度达到最大值，14s末关闭电动

机，再经过一段时间小车停止运动。设整个过程中太阳能驱动小车受到的阻力恒定。下列说法正确的是

（）

A.太阳能驱动小车最大速度大小为10m/s

B.太阳能驱动小车受到的阻力大小为100N

C.整个过程中，太阳能驱动小车克服阻力做功为3750J

D.关闭电动机后，太阳能驱动小车经过5s停止运动

题目口可质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速,受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数

工的关系如图所示，则赛车（）

V

A.速度随时间均匀增大B,加速度随时间均匀增大

C.输出功率为D.所受阻力大小为1600N

、题目口，〕一辆汽车在水平平直公路上由静止开始匀加速启动，汽车的输出功率与速度的关系如图所示，当汽

车的速度达到3后功率保持不变，汽车能达到的最大速度为23。己知汽车的质量为机,运动过程中所受

的阻力恒为/，下列说法正确的是（）

B.汽车匀加速时的加速度大小为3

2m

C.汽车做匀加速直线运动的时间为誓

D.汽车的速度从0。增加到2v0的过程中，其加速度保持不变

五、类机车启动模型

题目m图甲是全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进

口的局面,也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t=0时刻由静止开

始提升质量为m的物体，其a-力图像如图乙所示,时间内起重机的功率为额定功率,不计其他阻力，

重力加速度为9,则以下说法正确的是（）

甲乙

A.该起重机的额定功率为ma/

B.该起重机的额定功率为(mg+mao)ao(i2-ii)

C.0~一和时间内牵引力做的功之比为h29一外

D.0~。和0~右时间内牵引力做的功之比为2t2

题目□-―起重机用钢绳提起静止在地面上的重物，开始在竖直方向上做匀加速运动，然后做匀速运动。重

物上升高度为无,运动时间为力，加速度为a,动能为耳,起重机功率为P,下列图像能描述上述过程的是

()

题目叵)一起重装置把静置于地面上的重物竖直向上提升的过程中，功率随时间变化的P—t图像如图所

示。在力=ls时，重物上升的速度达到最大速度的一半，在力=3s时，达到最大速度加=20m/s。在力=6s

时，重物再次匀速上升，取9=10仍1,不计一切阻力。下列说法正确的是()

A.重物的质量为4kg

B.在t=1s时，重物加速度大小a=20m/s2

C.0〜6s时间内，重物上升的高度九二85?T?)

D.在4〜6s时间内，重物做加速度逐渐增大的减速运动

题自M如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物。运用传感器(未在图中画出)测得此过程中不

同时刻被提升重物的速度n与对轻绳的拉力F，并描绘出《图像。假设某次实验得到的图像如图乙所

r

示，线段BO与n轴平行，线段AB的延长线过原点。实验中还测得重物由静止开始经过£=1.4s,速度增加

到以=3.0m/s,此后物体做匀速运动。取重力加速度9=lOm/sz,滑轮质量、摩擦和其他阻力均可忽略不

计。()

A.8点时拉力的功率为12W

B,重物的质量为4kg

C.重物在AB段做变加速运动，在BC段做匀加速运动

D.重物在AB段的位移为3.15小

机车启动模型

特训目标特训内容

目标1高考真题(1T-4T)

目标2以恒定功率启动模型(5T-8T)

目标3以恒定加速度肩动模型(9T-12T)

目标4有关机车肩动问题的图像问题(13T-16T)

目标5类机车肩动模型(17T-20T)

【特训典例】

一、高考真题

[题目|1]2023年我国首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行,实线重要技术突破。设该

系统的试验列车质量为机,某次试验中列车以速率般在平直轨道上匀速行驶，刹车时牵引系统处

于关闭状态,制动装置提供大小为F的制动力,列车减速直至停止。若列车行驶时始终受到大小为了的空

气阻力，则()

A.列车减速过程的加速度大小a=E

m

B.列车减速过程F的冲量为小”

C.列车减速过程通过的位移大小为詈°

2(F+f)

D.列车匀速行驶时，牵引系统的输出功率为(/+F)”

【答案】。

【详解】A.根据牛顿第二定律有F+f—ma可得减速运动加速度大小a=F+’故A错误；

m

B.根据运动学公式有力="=一国二故力F的冲量为/=%=善学方向与运动方向相反；故B错误；

aF+fF+f

22

C.根据运动学公式d=2a,可得a;=(-=—----故。正确；

2a2(F+/)

D.匀速行驶时牵引力等于空气阻力，则功率为P=/n故。错误。故选C。

题目0两节动车的额定功率分别为吕和B,在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为3和”2。现将它们

编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为

()

A加+―与B%口(/+»如"2

'Pi+P2'■+£,-.+小2-小+加

【答案】。

•••

【详解】由题意可知两节动车分别有R=力％；丹=当将它们编组后有K+B=（力+■）。

(月+。)。〃2

联立可得0=故选。。

PlVi+PiVi

题目区质量为河的玩具动力小车在水平面上运动时,牵引力F和受到的阻力/均为恒力，如图所示,小车用

一根不可伸长的轻绳拉着质量为机的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为S1时,小车达

到额定功率,轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为52。物体与地面间的动摩擦

因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率区为（）

A/2-(F—力⑸―SJS1B百伊-()02-Si)&

■V(M+厂MSi,y(7W+m)S2—mSi

/2―(F—力网―SJS2D/2产仍—/)($2—&)$2

■V(M+m'jSi+mSi

-V(M+m)S2-MS1

【答案】A

【详解】设物体与地面间的动摩擦因数为〃，当小车拖动物体行驶的位移为$的过程中有

2

F-f—/img=(m+A/)a;d=2as/Po=Fu轻绳从物体上脱落后a2=v=2a2(S2—S1)

/2/(F—力网-Si)&

联立有R=故选A。

V(M+m)S2-MS1

题目⑷小明用额定功率为1200W、最大拉力为3007V的提升装置,把静置于地面的质量为20kg的重物竖直

提升到高为85.2m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5m/s2的匀减速运动,到达平台的速度

刚好为零，g取lOrn/s?,则提升重物的最短时间为（）

A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.0s

【答案】。

【详解】为了以最短时间提升重物，一开始先以最大拉力拉重物做匀加速上升，当功率达到额定功率时，保

持功率不变直到重物达到最大速度，接着做匀速运动，最后以最大加速度做匀减速上升至平台速度刚好为

7n2

零，重物在第—阶段做匀加速上升过程,根据牛顿第二定律可得的=g=即2__y义1°m/s'5m/s

m20

当功率达到额定功率时,设重物的速度为v1，则有％=冬~=卷瞿m/s=4m/s此过程所用时间和上升高度

J-mJUU

分别为tx——==0.8s;九1=^^=7^^~??2=1.6772重物以最大速度匀速时，有pm==

52。12X5Tmg

1200/久/

200m/s=om/s

重物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上升高度分别为力3==1.2s;无3=善°=J广恒

cbm52am2x5

=3.6m

设重物从结束匀加速运动到开始做匀减速运动所用时间为12,该过程根据动能定理可得

P额t2—mgli2=fmv，—又殳=85.2m—1.6m—3.6m=80m联立解得t2—13.5s故提升重物的最短时

间为

力min=力i+力2+益=0.8s+13.5s+1.2s=15.5s,。正确，ABD错误；故选。。

二、以恒定功率启动模型

题目⑸近年来一批国产电车正在强势崛起。现有某电车自重2吨，额定功率360kW。在某次电车性能测

试中，电车以额定功率启动,从0加速到108km/h用时5s,再经过20s后达到最大速度216km/h。假设电车

运动过程中所受阻力不变，则下列说法中正确的是()

A.电车前5s加速过程中加速度不变

B.小车所受阻力为12000N

C.从静止加速到最大速度，电车行驶的位移为900米

D.当电车速度为40m/s时，其加速度是2m/s2

【答案】。

【详解】A.电车以额定功率启动，根据牛顿第二定律有——f—ma电车前5s加速过程中，电车速度逐渐

V

增大，牵引力逐渐减小，电车的加速度逐渐减小，故A错误；

B.小车所受阻力为了=且=曾%g=6000N故B错误；

vm216—3.6

C.从静止加速到最大速度,根据动能定理有P(±i+±2)-拉=%比电车行驶的位移为名=900m故。正

确；

D.当电车速度为40m/s时，根据牛顿第二定律有E—/=n2a其加速度是a=l.Sm/s?故。错误。故选

V

Co

题目回目前,我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为测验某项无人驾驶技术，某公司对

一款无人驾驶汽车的性能进行了测试:让质量为小的汽车沿一山坡直线行驶，测试中发现，下坡时若关掉

油门，则汽车的速度大小保持不变;若以恒定的功率P上坡,则汽车从静止启动做加速运动,发生位移S时

速度刚好达到最大值加。设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小保持不变,下列说法不正确的是

()

A.关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能是守恒的

B.关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的冲量不为零

C.上坡过程中，当汽车速度达到警时,加速度&=上

D.上坡过程中,汽车的速度由0增至加所用的时间嚅+—

2Pvm

【答案】A

【详解】4.关掉油广门后的下坡过程，汽车的速度不变、动能不变，重力势能减小，则汽车的机械能减小，

故A错误，符合题意；

B.关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量讥'所以坡面对汽车的冲量不为零，故B正

确，不符合题意；

C.下坡时/=7ngsin。上坡过程中达到最大速度时v=-当速度达到最大速度一半

mAf+mgsmff2j

时Fi—f—mgsind=ma又R-=4/解得a—故C正确，不符合题意；

rrwm

2

D.设汽车速度由0增至加，所用的时间为力,根据动能定理可得Pt-fs-rngsinOxs=1•小编解得t=

黑£+工故。正确，不符合题意。故选A。

2Pvm

［题目⑶如图所示,高铁动车使从天津到北京的通行时间缩短在半小时左右，便利出行。假设此高铁动车启

动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为小，最

高行驶速度%:350km/ho则下列说法正确的是(

A.当动车的速度为半时，动车的加速度大小为上

4mvm

B.由题目信息无法估算天津到北京铁路的长度

C.从启动到速度为%的过程中，动车牵引力所做的功为十小涌

D.行驶过程中动车受到的阻力大小为

【答案】A

【详解】D.最高速行驶时，阻力与牵引力平衡,行驶过程中动车受到的阻力大小为了=旦故。错误；

4P于

A.当动车的速度为勺时，动车的加速度大小为&=%£=△——故A正确；

4mmmvm

B.整个过程中由动能定理Pt—母=由此可估算铁路的长度叫故B错误；

C.设从启动到速度为小的过程中，动车行驶的距离为人,动车牵引力所做的功为W,由动能定理

W—fx=可得总故。错误。故选Ao

「题目同共享电动车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具，如图所示，某共享电动车和驾驶员

的总质量为100kg,电动车的额定功率为500W。若电动车从静止开始以额定功率在水平路面沿直线行

驶,行驶中最大速度为5m/s，假定行驶中所受阻力恒定，重力加速度g取10m/s2o下列说法正确的是

()

A.电动车受到的阻力大小为100N

B.加速阶段，电动车的加速度保持不变

C.当电动车的速度为2.5m/s时，其加速度大小为2m/s2

D.若电动车从静止开始以2m/s2的加速度匀加速启动，匀加速时间共5s

【答案】A

【详解】由题可知，电动车受到的阻力大小为/=j，=^N=100N,力正确；

Vm5

B.因为电动车是以额定功率在水平路面沿直线行驶，所以根据P=Fo;F—可知速度越大，牵引

力越小，加速度越小，B错误；

C.由公式可得尸=上=梨N=200N;。=三工=2m/s2=lm/s2,。错误；

v2.5m100

D.若电动车从静止开始以2m/s2的加速度句加速启动，则牵引力为恒力，根据题意可得尸=/+山0;。=

N=Rz力联立解得力=0.83s,_D错误。故选A。

三、以恒定加速度启动模型

施目回2023年n月10日，我国首条超高速低真空管道磁浮交通系统--高速飞车大同（阳高）试验线工程

完工，其特点是全封闭真空管道和磁悬浮运输。如图所示，高速飞车的质量为额定功率为P,高速飞车

在平直轨道上从静止开始运动，先以加速度a做匀加速直线运动,加速过程中达到额定功率Po后又经过

一段时间达到该功率下的最大速度，若高速飞车行驶过程中所受到的阻力为用且保持不变，则下列说法正

确的是（）

A.高速飞车匀加速直线运动过程中达到的最大速度为互

ma

p

B.高速飞车匀加速直线运动的时间为0

a㈤-ma)

C.高速飞车匀加速直线运动的位移为

2a(Ff+may

D.高速飞车在整个加速过程中牵引力做功等于要

2号

【答案】。

【详解】ABC.匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得F-Ff=ma又冗=回如联立可得高速飞车匀加速直线

运动过程中达到的最大速度为期产而且一高速飞车匀加速直线运动的时间为力=2=——-——高速

Ff+maaa（Ff+ma）

飞车匀加速直线运动的位移为，=整力产----旦——-故AB错误，。正确；

2

22a（Ff+ma）

D.当牵引力等于阻力时，高速飞车的速度达到最大，则有”“=叁高速飞车在整个加速过程，根据动能定

理可得%—用可得喉〉故D错误。故选Co

:题目兀高铁已成为中国的“国家名片”，是大多数人出行的首选。提高列车运动速率的有效途径是增大发

动机的功率和减小阻力。某列车由若干节额定功率均为P的动力车厢组成,行驶时所受的阻力与速率的

二次方成正比，即/=Ad,只启用一节动力车厢时列车能达到的最大速度为吃。列车由静止开始运动,下

列说法正确的是（）

A.若列车匀加速启动,则牵引力恒定

B.若列车输出功率恒定，则做匀加速运动

C.若启用4节动力车厢,则列车的最大速度为的小

D.若列车最大速度提高到为恒,则需要启用8节动力车厢

【答案】。

【详解】若动车组匀加速启动则有F—/=771Q则动车的牵引力为尸=772。+/=772。+刖？随着速度的增

加，牵引力F逐渐增大，故A错误；

B.若动车输出功率恒定，则据尸=2动车加速度a=三1=Pi"可知当功率一定时，随着速度增

vmmv

加，动车的加速度减小，动车不可能做匀加速运动，故石错误;

3,

CD.动车速度最大时，牵引力与阻力相等，则_?=2?;=加馆=的，可得加=y若启用4节动力车厢，则

列车的最大速度为风储若列车最大速度提高到2Vm则需要启用8节动力车厢，故。错误，。正确。故

选。。

藏目兀我国新能源电动汽车越来越受到大众的喜爱。一款电动家用轿车在某次测试中先匀加速启动达到

额定功率后以额定功率继续加速运动。测得轿车由静止加速到30m/s时间仅为3s,则轿车在该段时间内

（）

A.牵引力不断增大B.位移大于45小

C.平均速度为15m/sD.匀加速阶段的加速度为10m/s2

【答案】8

【详解】先匀加速启动，牵引力保持不变，然后牵引力减小，故力错误；

B.若汽车一直做匀加速运动位移为■力=晋~x3m=45m■在恒定加速度启动过程中“一力图像如图

所示

面积表示位移，故位移大于45m，故B正确；

C.位移大于45m,故平均速度大于15m/s,故。错误；

D.若一直匀加速，加速度为a="=乎rn/sJlOm/s,故机车启动匀加速阶段加速度不等于lOm/s?,故D

t3

错误。

故选B。

题目回某探究小组对一辆新能源小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运

动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为。-力图像，如图所示（除2Tos时间段图线为曲线

外，其余时间段图线均为直线）。已知小车运动的过程中，2~14s时间段内小车的功率保持不变，在第14s

末撤去动力而让小车自由滑行,小车的质量为1.0kg,可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不

变。以下对小车的描述正确的是（）

A.小车所受的阻力大小为3NB.小车匀速行驶阶段的功率为9W

C.小车在加速运动过程中位移的大小为40机D.小车在前2s受到的合力大小大于阻力大小

【答案】B

【详解】ABD.由速度一时间图像得小车匀加速运动时对应的加速度a=l.Sm/s。小车在2s时的功率等于

匀速运动时的功率，因此有P=(zna+4)02=吁。io代入数据解得P=9W;4=L5N前2s小车受到的合力

大小”=ma=L5N恰好等于阻力大小，故4D错误，B正确；

C.2~10s时间内小车的功率恒定，则由动能定理得Pt2—号方=-^-m(vio—vf)解得电=39m

匀加速阶段的位移0=3m那么小车在加速阶段的总位移为Xi+x2-42m故C错误。故选B。

四、有关机车启动问题的图像问题

题目@一辆摩托车在平直的公路上由静止启动，摩托车所受牵引力P随时间力变化关系如图所示。摩托

车总质量为200kg，额定功率为2xioHy,运动过程所受阻力恒定，则()

MF/X103N

0.8---------------------------

II

II

<I

II

II

II

II

II

。t\t/S

A.摩托车在。〜友时间内做匀加速运动，力1〜t2时间内做减速运动

B.摩托车在。〜友时间内的加速度为Sm/s?

C.运动过程中摩托车的最大速度为20m/s

D.摩托车匀加速行驶的时间为20s

【答案】。

【详解】4由图可知，摩托车在0〜时间内，F=1000N,在七=力1时刻功率达到额定功率，在力〜t2时间内

以额定功率做加速度逐渐减小的加速运动，直到力=右时刻达到最大速度，然后做匀速直线运动，故人错

、口

沃；

B.由4选项分析可知，12时刻后摩托车做匀速直线运动，根据受力平衡可得了=800N根据牛顿第二定律

可得摩托车在0〜±1时间内的加速度为a=£二工=吗”。=lrn/s2故B错误；

m200

C.摩托车做匀速直线运动时速度最大，即0m=亍=25m/s故。错误；

D.摩托车匀加速行驶的的最大速度为u=与==20m/s故摩托车匀加速行驶的时间为—

卜1000a

=20s

故。正确。故选。。

〔题目|14］某学校科技小组制作的太阳能驱动小车如图甲所示。太阳能驱动小车的质量河=40kg，小车在水

平地面上由静止开始做直线运动，一段时间内小车的速度v与牵引力的功率P随时间变化的图像分别如图

乙、丙所示。己知3s末小车牵引力的功率达到额定功率，10s末小车的速度达到最大值，14s末关闭电动

机，再经过一段时间小车停止运动。设整个过程中太阳能驱动小车受到的阻力恒定。下列说法正确的是

()

A.太阳能驱动小车最大速度大小为10m/s

B.太阳能驱动小车受到的阻力大小为100N

C.整个过程中，太阳能驱动小车克服阻力做功为3750J

D.关闭电动机后，太阳能驱动小车经过5s停止运动

【答案】。

【详解】由图像可知在0~3s内，电动汽车的加速度s=lm/s2由图像可知在0~3s内P=F-v=F-at

解得F=1OQN由牛顿第二定律R—/=小5摩擦力为/=60N由P=/.“小解得Vm=5m/s故AB错误；

C.对全程由动能定理可得yt1+Pt3+V^=0解得用=一(等x3+300x11)J=—375OJ所以整个过程

中克服阻力做功为3750J,故。正确；

D.关闭发动机后/=ma2经过电动汽车停止运动，故。错误。故选。。

。23

Wi质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数

A.速度随时间均匀增大B.加速度随时间均匀增大

C.输出功率为D.所受阻力大小为1600N

【答案】。

f

【详解】AB.根据E—/=ma可得a=工——一物体的加速度随速度增加而减小，则物体的速度随时

vmvm

间不是均匀增加，选项AB错误；

CD.由图像可知上=厂1；工=4解得P=160kW;/=1600N选项。错误，。正确。故选。。

m0.01m

题亘叵一辆汽车在水平平直公路上由静止开始匀加速启动，汽车的输出功率与速度的关系如图所示，当汽

车的速度达到3后功率保持不变，汽车能达到的最大速度为2g。已知汽车的质量为小，运动过程中所受

的阻力恒为/，下列说法正确的是()

A.汽车的最大功率为2加。

B.汽车匀加速时的加速度大小为［二

C.汽车做匀加速直线运动的时间为誓

D.汽车的速度从g增加到2”。的过程中，其加速度保持不变

【答案】A

【详解】汽车的最大功率为P=fvm=2fv0故A正确；

B.汽车匀加速时，根据牛顿第二定律有F-f=ma汽车速度为v0时的牵引力大小?=上=2/汽车匀加

“0

速时的加速度大小为a--^―故B错误；

m

。.汽车做匀加速直线运动的时间为力=也='答故。错误；

af

。.汽车的速度从为增加到2g的过程中，根据牛顿第二定律有F'-f=ma汽车的牵引力为户'=上汽车

V

的速度从g增加到2*的过程中，汽车的牵引力逐渐减小，汽车的加速度逐渐减小，故D错误。故选Ao

五、类机车启动模型

题目叵］图甲是全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进

口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从力=0时刻由静止开

始提升质量为m的物体，其a-1图像如图乙所示"1~右时间内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，

重力加速度为9,则以下说法正确的是()

A.该起重机的额定功率为恒a/

B.该起重机的额定功率为(mg+ma0)a0(t2—^i)

C.Of和打〜力2时间内牵引力做的功之比为力：2(益一幻

D.OU1和力〜力2时间内牵引力做的功之比为h2t2

【答案】。

【详解】48.当1=右1时，根据牛顿第二定律则有F—?ng=?nQo解得该过程中物体所受牵引力大小为F—

ma0+mg则该起重机的额定功率为号页=F%=m^Qo+g)。％故4B错误；

x

CD.0~打时间内牵引力做的功Wx—Fx—m(g+a0)^~^i—右时间内牵引力做的功用二外页

(t2—幻

故在0~ti和友~力2时间内牵引力做的功之比为粤=「、故C正确，0错误；故选C。

目叵一起重机用钢绳提起静止在地面上的重物，开始在竖直方向上做匀加速运动，然后做匀速运动。重

物上升高度为R运动时间为力，加速度为a,动能为瓦,起重机功率为P,下列图像能描述上述过程的是

()

【答案】。

【详解】A