高職物理教學(xué)機(jī)車啟動(dòng)習(xí)題模擬試題在高職物理教學(xué)中，“機(jī)車啟動(dòng)”問(wèn)題是動(dòng)力學(xué)與能量知識(shí)綜合應(yīng)用的典型代表，也是工程實(shí)踐中常見的力學(xué)模型。掌握此類問(wèn)題的分析方法，不僅能深化對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功率公式及能量轉(zhuǎn)化規(guī)律的理解，更能培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。本文結(jié)合高職教學(xué)特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)模擬試題，并輔以詳盡解析，旨在幫助學(xué)生突破難點(diǎn)，提升解題技巧。一、選擇題（單選）1.關(guān)于機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)的過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是（）A.機(jī)車啟動(dòng)后，加速度立即達(dá)到最大值B.機(jī)車在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中，牽引力始終保持不變C.機(jī)車達(dá)到最大速度時(shí)，牽引力與阻力大小相等D.機(jī)車啟動(dòng)后，速度均勻增加直到達(dá)到最大速度2.某機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)，在達(dá)到額定功率前的過(guò)程中，以下物理量隨時(shí)間變化的關(guān)系正確的是（）A.牽引力逐漸增大B.加速度逐漸減小C.速度隨時(shí)間均勻增大D.功率隨時(shí)間均勻增大二、計(jì)算題3.一輛質(zhì)量為m的汽車，在平直公路上行駛，所受恒定阻力為f。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P。若汽車從靜止開始以恒定功率P啟動(dòng)，試分析：（1）汽車啟動(dòng)后，牽引力如何變化？加速度如何變化？（2）汽車所能達(dá)到的最大行駛速度是多少？（3）當(dāng)汽車速度為最大速度的一半時(shí)，汽車的加速度大小是多少？4.一輛卡車在水平路面上由靜止開始以恒定加速度a啟動(dòng)，卡車所受阻力恒為車重的k倍（k為常數(shù)），發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為P。已知卡車的質(zhì)量為m，重力加速度為g。求：（1）卡車在達(dá)到額定功率前，牽引力的大??；（2）卡車達(dá)到額定功率時(shí)的速度大小；（3）若卡車達(dá)到額定功率后，保持功率不變繼續(xù)行駛，最終達(dá)到最大速度，此最大速度為多少？三、參考答案與解析選擇題解析1.答案：C解析：機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)時(shí)，根據(jù)公式P=Fv，初始速度v=0，牽引力F理論上趨于無(wú)窮大（實(shí)際受機(jī)械限制有最大值），隨著速度v的增加，牽引力F逐漸減小。由牛頓第二定律F-f=ma可知，加速度a隨之減小，故A、B錯(cuò)誤。當(dāng)牽引力F減小至與阻力f相等時(shí)，加速度a=0，速度達(dá)到最大值vm=P/f，此后機(jī)車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。此過(guò)程中速度增加得越來(lái)越慢，并非均勻增加。2.答案：C解析：機(jī)車以恒定加速度a啟動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律F-f=ma，可知在達(dá)到額定功率前，牽引力F=f+ma保持恒定，故A錯(cuò)誤。由于牽引力恒定，加速度a恒定，汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度v隨時(shí)間t均勻增大（v=at），故C正確，B錯(cuò)誤。此階段功率P=Fv=Fat，隨時(shí)間t均勻增大，故D選項(xiàng)描述本身正確，但需注意題目限定“在達(dá)到額定功率前的過(guò)程中”。然而，在勻加速階段，加速度a恒定是核心特征，速度均勻增大是其直接結(jié)果。D選項(xiàng)雖然數(shù)學(xué)關(guān)系成立，但“功率隨時(shí)間均勻增大”是牽引力和速度共同作用的結(jié)果，而C選項(xiàng)“速度隨時(shí)間均勻增大”是恒定加速度啟動(dòng)階段最本質(zhì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。相比之下，C選項(xiàng)更符合對(duì)該過(guò)程主要物理量變化關(guān)系的準(zhǔn)確描述。計(jì)算題解析3.解：（1）汽車以恒定功率P啟動(dòng)，由P=Fv可知，初始速度v較小，牽引力F較大。隨著v增大，F(xiàn)減小。根據(jù)牛頓第二定律F-f=ma，阻力f恒定，牽引力F減小，故加速度a逐漸減小。直至F=f時(shí)，a=0。（2）當(dāng)加速度a=0時(shí)，汽車速度達(dá)到最大，此時(shí)F=f。由P=Fvm=fvm，可得最大行駛速度vm=P/f。（3）當(dāng)汽車速度v=vm/2=P/(2f)時(shí)，牽引力F=P/v=P/(P/(2f))=2f。根據(jù)牛頓第二定律，加速度a=(F-f)/m=(2f-f)/m=f/m。4.解：（1）卡車以恒定加速度a啟動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律F-f=ma。已知阻力f=kmg，故牽引力F=f+ma=kmg+ma=m(kg+a)。（2）卡車在達(dá)到額定功率前做勻加速運(yùn)動(dòng)，功率P隨速度v增大而增大（P=Fv）。當(dāng)功率P達(dá)到額定功率P額時(shí)，勻加速階段結(jié)束。此時(shí)速度v1=P額/F=P額/[m(kg+a)]。（3）卡車達(dá)到額定功率后，繼續(xù)行駛，速度增大，牽引力F=P額/v減小，加速度a=(F-f)/m減小。當(dāng)F=f=kmg時(shí)，加速度a=0，速度達(dá)到最大vm=P額/F=P額/(kmg)。四、解題要點(diǎn)總結(jié)1.模型辨析是前提：明確機(jī)車啟動(dòng)是“恒定功率啟動(dòng)”還是“恒定加速度啟動(dòng)”，兩者的受力情況、運(yùn)動(dòng)過(guò)程及功率變化規(guī)律截然不同，需注意區(qū)分。2.受力分析是關(guān)鍵：無(wú)論哪種啟動(dòng)方式，都需對(duì)機(jī)車進(jìn)行受力分析，通常涉及牽引力F、阻力f（一般認(rèn)為恒定），根據(jù)牛頓第二定律F-f=ma建立聯(lián)系。3.功率公式是橋梁：深刻理解瞬時(shí)功率公式P=Fv的物理意義，它是連接力與運(yùn)動(dòng)的重要紐帶。在恒定功率啟動(dòng)中，F(xiàn)與v成反比；在恒定加速度啟動(dòng)的勻加速階段，P隨v正比增加。4.臨界狀態(tài)是突破：兩種啟動(dòng)方式最終都會(huì)達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)牽引力F等于阻力f，速度達(dá)到最大值vm=P額/f，這是求解最大速度的通式，也是分析過(guò)程的重要臨界節(jié)點(diǎn)。5.過(guò)程分析要清晰：對(duì)于恒定加速度啟動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為“勻加速直線運(yùn)動(dòng)”和“加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)”兩個(gè)階段，切勿忽略勻加速階段的存在及其結(jié)束