《高一物理下学期知识点》专题17 机车启动问题（解析版）

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机车启动的两种方式

一知识导图

二重难点分析

重难点一机车的两种启动方式-

1．输出功率

输出功率 P＝Fv，其中 F为牵引力．

2．机车有两种启动方式

(1)以额定功率启动，机车做加速度减小的加速运动，当牵引力减小到和摩擦力相等时，匀速运动，最大速

度时有 P＝f·vm，所以 vm＝.

(2)以恒定牵引力(加速度)启动，机车先做匀加速直线运动，再做加速度减小的加速运动，最终匀速．

匀加速末速度 v1＝，最大速度 vm＝.

重难点二解决机车启动问题时的四点注意

(1)明确启动方式：分清是匀加速启动还是恒定功率启动．

(2)匀加速启动过程：机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率是额定功率，匀加速运动阶段的最大

速度小于机车所能达到的最大速度，达到额定功率后做加速度减小的加速运动．

(3)额定功率启动的过程：机车做加速度减小的加速运动，匀变速直线运动的规律不能用，速度最大值等于，

牵引力是变力，牵引力做的功可用 W＝Pt，但不能用 W＝Flcosθ.

(4)无论哪种启动方式，最后达到最大速度时，均满足 P＝Ffvm，P为机车的额定功率．

三典例精讲

以恒定的加速度启动

典例 1如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定

功率行驶时的加速阶段，bc 段是与 ab 段相切的水平直线，则下述说法正确的是(　　)

A．0－t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定

B．t1－t2时间内汽车牵引力做功为 mv－mv

C．t1－t2时间内的平均速度为(v1＋v2)

D．在全过程中 t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2－t3时间内牵引力变小

【答案】　D

【解析】　汽车在 0－t1时间内，牵引力恒定，速度均匀增加，由 P＝Fv 知其功率也增加，A错误；t1－t2

时间内根据动能定理知 W－Wf＝mv－mv，B错误；因 t1－t2时间内不是匀变速直线运动，故 v≠(v1＋v2)，C

错误；全过程中，t1时刻牵引力最大，功率达到额定功率，也最大，之后，功率不变，牵引力减小，直至

F＝f，此后汽车匀速运动，D正确．

以恒定的功率启动

典例 2一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度 a和速度

的倒数图象如图所示．若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是(　　)

A．汽车的功率

B．汽车行驶的最大速度

C．汽车所受到的阻力

D．汽车运动到最大速度所需的时间

【答案】　D

【解析】　由 F－Ff＝ma，P＝Fv 可得：a＝·－，对应图线可知，＝k＝40，可求出汽车的功率 P，由 a＝0

时，＝0.05 可得：vm＝20 m/s，再由 vm＝，可求出汽车受到的阻力 Ff，但无法求出汽车运动到最大速度的

时间，故应选 D.

四巩固练习

一、单选题

1．如图，汽车停在缓坡上，要求驾驶员在保证汽车不后退的前提下向上启动,这就是汽车驾驶培训考试中

的“坡道起歩”．驾驶员的正确操作是:变速杆挂入低速挡，徐徐踩下加油踏板，然后慢慢松开离合器，同

时松开手刹，汽车慢慢启动．下列说法正确的是( )

A．变速杆挂入低速挡,是为了增大汽车的输出功率

B．变速杆挂入低速挡,是为了能够提供较大的牵引力

C．徐徐踩下加油踏板,是为了让牵引力对汽车做更多的功

D．徐徐踩下加油踏板,是为了让汽车的输出功率保持为额定功率

【答案】B

【解析】

由功率公式 P=Fv 可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡；

故换低速档，增大牵引力，故 A错误 B正确；徐徐踩下加速踏板，发动机的输出功率增大，根据

可知，目的是为了增大牵引力，故 CD 错误

2．已知动车组在水平轨道上运动时受到的阻力（k为阻力系数），其中和谐号动车组的阻力系数

是复兴号动车组的 1.2 倍，和谐号动车组的了大速度约为270km/h，若复兴号动车组的额定功率约为和谐号

动车组的 1.44 倍，则相同条件下，复兴号动车组在额功率下的最大速度约为（）

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