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动能定理在机车启动问题中的应用「机车启动与动能定理结合练习题」

时间:2023-05-02 09:49:12来源:搜狐

今天带来动能定理在机车启动问题中的应用「机车启动与动能定理结合练习题」,关于动能定理在机车启动问题中的应用「机车启动与动能定理结合练习题」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

机车启动练习题

1.(10分).汽车在水平直线公路上行驶,额定功率为80kw,汽车行驶过程中所受阻力恒为

2.5×103N,汽车的质量2t。若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小为a=1.25m/s2,汽车达到额定功率后,保持额定功率不变继续行驶.求:(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速

度;(2)匀加速运动能保持多长时间; (3)当汽车的速度为20m/s时的加速度

2-1.(8分)汽车发动机的额定功率为60KW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,汽车以额定功率在水平路面上从静止启动,(g取10m/s2)求:

(1)汽车在水平路面上能达到的最大速度;

(2)当汽车速度为10m/s时的加速度;

(3)若汽车从静止启动达到最大速度用时50s,则汽车启动过程通过的距离是多少?

30,2,1050

2-2.一辆小型载重汽车的质量为3.0t,沿着一条水平公路行驶,行驶过程中牵引力的功率保持不变,汽车所受阻力与汽车对地面的压力成正比。已知牵引力的功率为90Kw,行驶的最大速度是25m/s。求

(1)汽车在运动中所受的阻力多大?

(2)这两汽车装上质量为2.0t的货物,启动后1min恰能达到最大速度,求汽车在这1min内通过的路程? (1) 3.6×103N (2)806m

3.质量为500t的机车以恒定的功率由静止出发.经5min行驶2.25km.速度达到的最大值54km/h.设阻力恒定且取g=10m/s2

求:(1)机车的功率及机车在运动中所受到的平均阻力

(2)机车的速度为36km/h时的加速度

P=37.5kw f=2.5×104N

4.一列火车质量是1 000t,由静止开始以额定功率沿平直轨道向某一方向运动,经1min前进900m时达到最大速度。设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍,g取10m/s2,求: (1) 火车行驶的最大速度(2) 火车的额定功率;(3) 当火车的速度为10m/s时火车的加速度。

30m/s 1.5×107W 1 m/s2

5.一辆汽车质量为M=2.0×103kg,发动机的额定功率为84kw,汽车从静止开始以匀加速直线运动起动,加速度大小为a=2.0m/s2,当达到额定功率时,保持功率不变继续加速达到汽车的最大速度。运动中汽车一直受到大小为车重0.10倍的恒定阻力,g取10m/s2。求:

(1)汽车运动中的最大速度

(2)汽车开始运动后第5s末的瞬时功率

(3)若汽车从静止起动至速度最大共用时72秒,求汽车在此过程中总位移的大小。

(1)42m/s (2)60kw (3)1995m

6、(12分)一辆汽车的质量是5×103kg,发动机的额定功率为60kw,汽车所受阻力恒为5×103N,如果汽车从静止开始以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,功率达到最大后又以额定功率变加速运动了一段距离后汽车达到了最大速度,在整个过程中,汽车匀加速和变加速运动了共125m。K^S*5U.C#O%问:

(1)汽车行驶时的最大速度 (2)汽车匀加速行驶时的末速度

(3)汽车在匀加速行驶阶段,牵引力做功多少?(4)汽车在变加速行驶阶段,牵引力做功多少?

12m/s ,8 m/s ,4.8×105J ,5.05×105J

7.质量为2t的汽车在平直的公路上由静止开始运动,若保持牵引力恒定,则在30s内速度增大到15m/s,这时汽车刚好达到额定功率,然后保持输出功率不变,再运动15s达到最大速度20m/s,求

(1)汽车的额定功率 (2)汽车运动过程中受到的阻力 (3)汽车45s共前进多少路程。

(1)P=60kW (2) f=3000N (3)s=s1 s2=466.7m

8.(14分)

某兴趣小组对一辆自制遥控电力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v-t图象,如图所示(除2s—10s时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线)。已知在小车运动的过程中,2s—14s时间段内小车的电动机以额定功率运行,在14s末通过遥控让电动机停止工作而让小车自由滑行4s后停止,小车的质量为1kg,运动过程中小车所受到的阻力大小不变,

g取10m/s2,求:

(1)小车所受到的阻力和小车的额定功率;

(2)小车在整个加速运动过程中的位移大小。

9、“绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一,奥组委决定在各比赛场馆使用新型节能环保电动车,届时江汉大学的500名学生将担任司机,负责接送比赛选手和运输器材。在检测某款电动车性能的某次实验中,质量为8×102㎏的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出F—1/v图象(图中ABBO均为直线))。假设电动车行驶中所受的阻力恒定,求此过程中

(1)电动车的额定功率;

(2)电动车由静止开始运动,经过多长时间,速度达到2m/s?

(3)若电动车从静止开始运动22.25m时速度达到7m/s,则所用时间多长?

(4)环保电动车由静止开始运动经历t0=9s速度达到v0=10m/s,试计算9s时刻加速度a和此过程通过的路程L.

(5)电动车从静止开始运动达到最大速度用时19.5s,则电动车从静止开始到最大速度共运动了多远?

4解:

P=Fvm=Ffvm=kmgvm

vm2-60vm900=0, vm=30m/s。

(2) 火车的额定功率P=kmgvm=0.05×1 000×103×10×30W=1.5×107W。

(3) 由

,

m/s2

m/s2=1 m/s2。

1(10分).(1)汽车匀速行驶时F=f,达到最大速度Vm, 则Vm=

=32m/s----2分,

(2)根据F-f=m a得F=f+m a=5×103N---1分

V=

=16 m/s-----2分

--1分

(3)v=20m/s>16m/s 故车变加速阶段,保持P0不变

则F=

--2分

--2分

3.思路解析:(1)以机车为研究对象,机车从静止出发到速度最大值过程中,根据ΣWEk,

有:Ptfs=

mvm2① 当机车达到最大速度时,F=f 所以P=Fvm=fvm

联立①②式有 P=

=3.75×105 W.

(2)f=

可求出机车受的阻力为 f=

=2.5×104 N

当机车速度v=36 km/h时机车的牵引力 F=

=

N=3.75×104 N

根据ΣF=ma可得机车v=36 km/h时的加速度a=

=

m/s2=2.5×10-2 m/s2.

答案:(1)3.75×105 W (2)2.5×10-2 m/s2

7.解:(1)(2)设汽车的额定功率为P,运动中所受的阻力为f,前30s内的牵引力为F,则

匀加速运动的加速度为a=

=0.5m/s2(1分)F-f=ma(1分)

P=Fv1=(f ma)v1(1分)在45s末有P=fv2(1分)由以上各式解得P=60 kW,(1分)f=3 000N.(1分)

(3)汽车在前30s内运动的路程为s1=

t1=225m, 后15s内的位移s2满足Pt2-fs2=

m(v22-v12)

解得s2=241.7m (1分) 总路程s=s1 s2=466.7m. (1分)

8.(15分)(1)(2)设小

车的额定功率为

,所受阻力为f,匀速前进时,有

,在t=2s时,有

,联立上述两式,可解得P0=9W,f=1.5N.

(3)设匀加速和变加速两

个阶段的位移大小分别是x1和x2,

m,对于变加速阶段,利用动能定理可得

,可得x2=39m,所以总位移x=x1 x2=42m

9. ①由图线可知,电动车匀速行驶Fmin=400N,因此Pm=Fmin

Vm=6kw (4分)

②匀加速运动加速度a1 =(F-f)/m=2m/s2其末速度V =Pm/F=3m/s

因此持续时间t0=V/a1=1.5s,运动位移S0=a1t2/2=2.25m(5分) 电动车在速度达到3m/s之前,一直做匀加速直线运动 故所求时间为

将v"=2m/s代入上式解得t=1s.

(3)

得t=5.5s

(4)速度为V=10m/s>3m/s时F=Pm/V=600N, 其加速度F-f=ma,即a=0.25m/s2 (4分) 电动车由静止开始运动经历t=9s速度达到v0=10m/s的过程,

由动能定理得: mV02/2=P(t-t0) F

V2/2a1-fL ∴L=23.75m (5分)

(5)

得s4=56.25m

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