高一物理机车启动P=FV公式试题答案及解析-

高一物理机车启动P=FV公式试题答案及解析1.汽车发动机的额定功率P0=150kW，汽车的质量m=5.0×103㎏，汽车在水平路面上行驶驶时，阻力是车重的k=0.10倍，重力加速度g=10m/s2．（所有计算结果保留两位有效数字）

（1）若汽车保持额定功率不变从静止启动，当车速为v1=10m/s时其加速度a1是多大？

（2）若汽车从静止开始，保持以a="1.0"m/s2的加速度做匀加速直线运动，维持这一过程的时间t是多长？这一过程中汽车牵引力做功W是多少？

【答案】（1）2.0m/s2（2）15s；

【解析】汽车运动中所受的阻力大小为

（1）当汽车的速度为v1=10m/s时的牵引力为F1,根据功率公式P0=F1v1

得

根据牛顿第二定律得

汽车的加速度为

（2）当汽车以恒定加速度a=1.0m/s2匀加速运动时，汽车的牵引力为F，

根据牛顿第二定律得

此时汽车的牵引力

汽车匀加速运动的时间为t，当时，匀加速运动过程结束时的速度vt为

汽车的位移是

汽车牵引力做功为

【考点】功率；牛顿第二定律的应用。

2.质量为m的汽车沿平直公路行驶，当它的加速度为a时，速度为v，此时发动机的实际功率为P。设汽车运动中所受阻力恒定，发动机的额定功率为Pm，则它在平直公路匀速行驶的最大速度是

。

【答案】

【解析】根据牛顿运动定律：，当汽车行驶速度最大时，，联立解得：

【考点】考查了汽车的启动问题

3.质量为m的汽车在平直的公路上，从速度vo开始加速运动，经时间t前进了s的距离，此时速度达到最大值vm。设在此过程中汽车发动机的功率恒为P，汽车所受的阻力恒为f，对于该过程，以下说法正确的是：A．该过程中汽车作匀加速直线运动B．该过程中汽车的加速度不断减小C．该过程中发动机所做的功为fvmtD．该过程中发动机所做的功+pt【答案】BC

【解析】根据P=Fv,及，随速度的增加，汽车的加速度减小，当达到最大速度时F=f,此时。该过程中发动机所做的功为Pt=fvmt,选项BC正确。

【考点】机车在恒定功率下的启动及牛顿定律和功率的概念。

4.汽车以额定功率上坡时，为增大牵引力，司机应使汽车的速度（

）A．减小B．增大C．保持不变D．先增大后保持不变【答案】A

【解析】由公式P=Fv可知应当减小速度，选项A正确，故选A

【考点】考查机车启动

点评：本题难度较小，熟悉掌握公式P=Fv

5.质量为的m轮船航行阻力f=KV2，现在轮船保持功率P0（10P0<P额）不变行驶时，最大速度为V0，则以下说法正确的是：A．B．C．若要提高最大速度至2v0,则轮船的功率应该提高到4P0D．若要提高最大速度至2v0,则轮船的功率应该提高到8P0【答案】BD

【解析】根据P=Fv，当牵引力F=f时，轮船有最大速度，因此，所以B对。当速度提高到2v0时，功率应该增加到8P，所以BD正确。

【考点】功率

点评：本题考查了功率公式的理解和应用，要掌握牵引力等于阻力时能达到最大速度的条件。

6.质量为2t的汽车，发动机的功率为30kW，如果保持功率不变行驶，在水平公路上能达到的最大速度为54km/h，假设汽车所受阻力不变，则汽车所受阻力为________N；汽车速度为36km/h时，汽车的加速度为__________m/s2

【答案】2000N；0.5m/s2

【解析】根据可知，摩擦力为2000N，当速度为10m/s时，牵引力为3000N，由F-f=ma可求得加速度为0．5m/s2

【考点】考查机车启动

点评：本题通过功率公式求出牵引力，通过牛顿第二定律动态分析当摩擦力等于牵引力时，速度稳定，从而求出问题答案

7.低速载货汽车质量为5.0×103kg，其发动机的额定功率为3.75×104W，汽车在平直道路上从静止开始启动，开始一段时间内，以1m／s2的加速度做匀加速直线运动，最终达到的最大速度为15m／s，假设它运动中所受阻力大小恒定，求：

(1)汽车运动中所受的阻力；

(2)汽车匀加速运动的时间。

【答案】(1)f=2500N

(2)

t=5s

【解析】（1）在匀速运动是，F=f，且P=Fv，代入相关数据则f=2500N

（2）当物体匀加速运动时

P=Fv

所以当物体匀加速直线运动，直到P为额定功率时，不能再增加功率以维持恒定加速度，即

3.75×104W=（2500+5.0×103*1）*1*t

所以t=5s

【考点】汽车启动问题

点评：本题考查了汽车启动问题，在计算过程中要将物体分为两个阶段考虑，即恒定加速度阶段和变加速阶段。

8.一辆汽车质量为，从静止开始起动，沿水平面前进了米后，就达到了最大行驶速度，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的倍。求：

（1）汽车的牵引力功率。

（2）汽车从静止到开始匀速运动所需的时间(提示：汽车以额定功率起动后的运动不是匀加速运动)。

【答案】（1）（2）mg

【解析】：⑴根据，而匀速运动时有，得。

⑵根据功能关系，牵引力做的功用来增加了汽车的动能和克服阻力做了功，即，解之得时间mg。

【考点】考查了机车启动方式

点评：了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．很多物理规律的应用有它的适用条件，要注意条件能不能达到．做题目可以去尝试运用某一物理规律，如果不能解决再换用其他的，做完可以去总结．

9.汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为P。快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。以下4个图像中，正确表示从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系的是（

）

A．B．C．D．【答案】C

【解析】汽车先以匀速运动，说明此刻Ｆ＝ｆ，若功率减小５０％，在这一瞬间，Ｐ＝ＦＶ可知速度由于惯性不变，速度来不及变，但牵引力减小一半，物体开始减速运动，随后牵引力逐渐增加，加速度大小逐渐减小，所以应该是变速运动，直到加速度减小到零，即匀速运动，所以正确答案为Ｃ

【考点】汽车启动问题

点评：本题考查了汽车类牵引力随发动机功率、速度变化，从而导致物体加速度不断变化的动态过程，本题起点高，难度大。

10.手动挡汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是（

）A．减小速度，得到较小的牵引力B．增大速度，得到较小的牵引力C．减小速度，得到较大的牵引力D．增大速度，得到较大的牵引力【答案】C

【解析】由公式P=Fv可知，换挡是要减小速度，增大牵引力，故选C

【考点】考查机车启动

点评：本题难度较小，在功率恒定不变的时候，速度越小牵引力越大

11.一辆质量为2.0×103kg的汽车以额定功率为6.0×104W在水平公路上行驶，汽车受到的阻力为一定值，在某时刻汽车的速度为20m/s，加速度为0.50m/s2，(g取10m/s2)求：

(1)汽车受到的阻力是多大？

(2)汽车所能达到的最大速度是多大?

(3)当汽车的速度为10m/s时的加速度是多大?

【答案】（1）2×103N（4分）

(2)30m/s（4分）

(3)2m/s2（4分

【解析】(1)当牵引力等于阻力时汽车速度最大，由P=Fv可知当速度为20m/s时牵引力为

(2)

(3)当汽车的速度为10m/s时的牵引力大小为

【考点】考查机车启动

点评：本题难度较小，当汽车速度最大时牵引力等于阻力，借助牛顿第二定律求任意速度时加速度大小

12.汽车发动机的功率为60kW，若汽车总质量为5´103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5´103N，则汽车所能达到的最大速度为______________m/s；

【答案】12

【解析】当牵引力等于阻力时，速度最大，最大速度为

【考点】本题考查的是机车启动的两种方式，

点评：要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式p=Fv，p指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度．当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度

13.质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变。

求：（1）汽车所受阻力的大小；

（2）3s末汽车的瞬时功率；

（3）汽车做匀加速运动的时间。

【答案】(1)4000N

(2)48KW

(3)5s

【解析】（1）汽车以最大速度行驶时：根据

带入数据可得

（2）汽车在3秒末的速度为

根据,

可得，F=8000N,

(3)设匀加速运动的时间为t，

则t时刻的速度为，

这时汽车的功率为额定功率。

由P=Fv，将F=8000N和v="2"t

解得。

【考点】考查机车启动的两种形式，

点评：当汽车速度最大时牵引力等于阻力，由功率P=Fv可求得最大速度，因为汽车以恒定加速度启动，由v=at可求得3s末速度大小，再由牛顿第二定律可求得牵引力大小，再由功率公式可求得此时功率大小，要求汽车匀加速运动的时间，需要先求匀加速运动的最大速度，当汽车功率增大到额定功率时匀加速运动的速度最大，由P=Fv可求得此时的速度，再由v=at求得运动时间

14.质量为m的汽车，启动后发动机以额定功率P沿水平道路行驶，经过一段时间后将以速度v匀速行驶，若行驶中受到的摩擦阻力大小不变，则在加速过程中车速为v/3时，汽车的加速度大小为()A．3P/mvB．2P/mvC．P/mvD．0【答案】B

【解析】当汽车匀速行驶时，有．根据，得；由牛顿第二定律得．故B正确，A、C、D错误．

故选B．

【考点】考查了机车启动

点评：解决本题的关键掌握功率的公式P=Fv，当功率不变时，速度增大，牵引力减小，牵引力等于阻力时，速度最大，以后做匀速直线运动．

15.飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率nv匀速飞行时，发动机的功率为A．npB．2npC．n2pD．n3p【答案】D

【解析】根据P=Fv且匀速时F=f，而，即，若速度为nv，带入则，两者联立则，答案为D

【考点】功率

点评：本题考察了对功率公式的理解。其中F指的是发动机输出牵引力。根据题目条件牵引力等于阻力。另外有机车的两种启动方式启动问题。

16.汽车的质量为m，额定功率为P，运行时的摩擦阻力恒定为f，当这辆汽车在倾斜角为θ的斜面上向上运行时，最大速度为（

）A．P/(mgsinθ+f)B．P/(mgsinθ－f)C．P/mgsinθD．P/f【答案】A

【解析】沿斜面向上运动，所受阻力为，由可知最大速度为P/(mgsinθ+f)

，A对；

17.质量为m的汽车，其发动机额定功率为P.当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为A．B．C．D．【答案】D

【解析】由机车启动原理可知，当牵引力等于阻力时，车的速度最大，有，D对；

18.关于汽车在水平路上运动下列说法中正确的是（）A．汽车启动后以规定功率行驶．在速率未达到最大以前．加速度是在不断增大的B．汽车启动后以额定功率行驶．在速率未达到最大以前，牵引力是在不断减小的C．汽车以最大速度行驶后，若要减小速度，可减小牵引功率行驶D．汽车以最大速度行驶后若再减小牵引力，速率一定减小【答案】BCD

【解析】汽车启动后以规定功率行驶．由P=Fv，一开始牵引力大于阻力，随着速度的增大，牵引力减小，由F-f=ma，判断加速度a减小，A错；

19.机车以下列两种方式起动，且沿直线运动（设阻力不变）。方式①：机车以不变的额定功率起动；方式②：机车的起动先匀加速，后保持额定功率不变。图5给出的四个图象中，能够正确反映机车的速度随时间变化的是（

）

A．甲对应方式①，乙对应方式②B．乙对应方式①，丙对应方式②C．甲对应方式①，丙对应方式②D．丙对应方式①，丁对应方式②【答案】B

【解析】机车以不变的额定功率起动，由P=Fv，v增大，F减小，F-f=ma可知a减小，最后匀速，机车的起动先匀加速，后保持额定功率不变，由F-f=ma可知a不变，汽车做匀加速直线运动，当增大到额定功率，v继续增大，F减小，a减小，后匀速，B对；

20.能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．为缓解能源紧张压力、减少环境污染，汽车制造商纷纷推出小排量经济实用型轿车．某公司研制开发了某型号小汽车发动机的额定功率为24kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2000kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800N，求：

(1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度；

(2)汽车在额定功率下行驶，速度为20m/s时的加速度．

【答案】(1)30m/s(2)0.2m/s2.

【解析】(1)汽车匀速行驶时，机车牵引力F等于阻力f

又P＝Fv

代入数据得v＝30m/s.

(2)设v1＝20m/s时机车牵引力为F1，则

P＝F1v1

根据牛顿第二定律

F1－f＝ma

代入数据得

a＝0.2m/s2.

21.一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行驶，经过一段时间t，前进了距离s，此时恰好达到其最大速度vmax。设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作，汽车所受的阻力恒定为F，则在这段时间里，发动机所做的功为（

）A．B．C．D．【答案】AB

【解析】由题中信息得，，当速度达到最到时，即牵引力等于阻力，，由公式得AB正确。这段时间内，汽车的牵引力不是一直等于阻力的，所以C错误，而且这个过程不是匀加速直线运动，所以D错误。

22.一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0×103kg，发动机的额定功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始匀加速运动，加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定功率后，汽车保持功率不变又加速行驶800m，此时获得最大速度，然后匀速行驶。取g=10m/s2，试求：

（1）汽车的最大行驶速度？

（2）汽车匀加速运动阶段结束时的速度？

（3）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间？

【答案】（1）40m/s；（2）20m/s；（3）55s。

【解析】（1）、汽车的最大行驶速度：

（2分）

（1分）

（2）、设汽车匀加速运动阶段结束时的速度为

由牛顿第二定律：

（2分）

（1分）

由

（2分）

得

（1分）

（3）、匀加速阶段的时间：

（2分）

（1分）

恒定功率运动阶段的时间设为，由动能定理

（2分）

（1分）

总的时间为t=t1+t2=55s

（2分）

23.质量为4.0×103Kg汽车，发动机的额定功率P=40Kw，行驶过程中所受阻力为2.0×103N，则汽车能达到的最大速度为

m/s。

【答案】20

m/s

【解析】当牵引力等于阻力时速度最大，P=fvm，最大速度

24.汽车质量5t，为60KW，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2，问：（10分）

(1)汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？

(2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

（3）若汽车从静止开始，保持额定功率做加速运动，10s后达到最大速度，求此过程中汽车的位移。

【答案】（1）12m/s（2）16s（3）48m

【解析】本题考查汽车启动的两种形式，当速度最大时牵引力与阻力相同

(1)当汽车达到最大速度时，加速度a=0，此时

①

（1分）

②（1分）

得（1分）

(2)汽车作匀加速运动，故F-μmg=ma，（1分）

解得F=7.5×103N。（1分）

设汽车刚达到额定功率时的速度为v，则P=F·v，得v=8m/s。（1分）

设汽车作匀加速运动的时间为t，则v=at，得t=16s。（1分）

(3)从静止到刚刚到达最大速度：

（2分）

解得：l=48m（1分）

25.一台拖拉机的额定功率为1.5×104W，在平直的路面上行驶时所受阻力为1.5×103N。它的最大行驶速度可达

m/s。如果它以5m/s的速度匀速行驶发动机的实际功率为

W。

【答案】10，7.5×103

【解析】拖拉机达到最大行驶速度时拉力与阻力相等，由v=P/F

得v=10m/s，由P=Fv得P=7.5×103W。

26.一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0×103kg，发动机的额定功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重0.1倍．若汽车从静止开始匀加速运动，加速度的大小为

a=1.0m/s2，取g=10m/s2，则：

（1）汽车在匀加速阶段的运动时间为_____s；

（2）整个过程中，汽车的最大行驶速度为______m/s．

【答案】20s，40m/s

【解析】（1）f=Kmg=2000N，F-f=ma，F=4000N，P=Fv，（2）

27.起重机以恒定功率从地面竖直提升一重物，经t时间物体开始以速度