专题 机车启动问题(课件) 人教版(2019)高中物理必修第二册.pptx

人教版（2019）高中物理必修第二册第八章 机械能守恒定律专题 机车启动问题CONTENTS0101以恒定功率启动0202以恒定牵引力启动0303典例分析目录机车启动首先：机车启动一定符合F牵F阻机车启动F牵FNGF阻汽汽车的瞬时功车的瞬时功率率汽车的牵引力汽车的牵引力汽车的瞬时速度汽车的瞬时速度汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率P = F v并且：机车启动的加速度注：F阻一定（有时候写为f）F牵FNGF阻机车启动F牵-F阻=ma 机车的两种启动方式两种启动 汽车启动（加速运动）的情况有两种：1、以额定功率P额（或恒定功率）启动;2、在恒定的牵引力F（或恒定的加速度a）作用下启动01以恒定功率启动第八章 机械能守恒定律功率P一定牵引 力F速度v阻力F阻不变加速度a加速度a减小的加速直线运动（变加速直线运动）达到最大速度vm有P额=F牵vm =F阻vmF=F阻时a=0匀速直线运动1.当F牵=F阻时速度最大vm2.先变加速再匀速3.汽车启动过程始终满足： P瞬=P额=F牵v保持vm匀速1、以额定功率P额（或恒定功率）启动4.汽车启动结束满足： P额=F牵vm =F阻vm5.从能的角度看：机车以恒定功率启动的v t 图 先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。

vmF阻Pvt0vm记住两个重要关系式（1）瞬时加速度公式:a =mF阻Pv（2）最大速度公式vmF阻P发动机做的功只能用W =Pt计算，不能用W =Fl计算（因为F为变力） VttP0Vmt加t加t加tFO0ta机车以恒定P启动的各种 图像t加 质量为m5103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍让车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶，求(g取10 m/s2)：(1)汽车达到的最大速度vmax；(2)汽车车速v12 m/s时的加速度(3)汽车的加速度a=2 m/s2时的速度例102以恒定牵引力启动第八章 机械能守恒定律加速度a一定速度vv=at牵引力不变匀加速直线运动加速度a减小的加速直线运动（变加速直线运动）功率PPF阻（a0） 牵引力F速度v阻力F阻不变加速度a达到最大速度vm有P额=F牵vm =F阻vmF=F阻时a=0匀速直线运动保持vm匀速2、在恒定的牵引力F（或恒定的加速度a）作用下启动加速度a一定速度vv=at牵引力不变匀加速直线运动达到最大速度vm加速度a减小的加速直线运动（变加速直线运动）功率PPF阻（a0） 1.当F牵=F阻时速度最大vm2.先匀加速再变加速最后匀速简化为：3.汽车匀加速直线运动阶段满足： P瞬=F牵v P额4.汽车在匀加速直线运动结束时，达到额定功率： P瞬=P额=F牵v5.汽车启动结束满足： P额=F牵vm =F阻vm机车以恒定加速度启动的v t 图 先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线运动。

vt0VmF阻P额vm做匀加速运动只能维持一段时间,在这段时间内牵引力的功率随时间的增大而增大,当增大到额定功率时,匀加速运动结束t1v1 求t1三步法：（1）求F牵：（2）求v1： P=F牵v1（3）求t1： v1 =at1VttFOPt0机车以恒定a启动的各种图像at0t加t加t加t加t1t1t1t1v1vmP额F牵03典例分析第八章 机械能守恒定律例1.质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动时阻力恒为车重的0.05倍1）求汽车沿水平道路行驶的最大速度?（2）设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动,加速度a=0.4m/s2,求汽车维持这一加速度行驶的最长时间(g=10m/s2)（1）m=5000kg, P=9.0104 W f=kmg=0.05500010=2.5103N Pm=fvm vm=Pmf =9.01042.5103 m/s=36 m/s【解】根据牛顿第二定律有: Ff=ma F=f+ma=4.5103N 匀加速运动完毕时有:P=Pm Pm=Fv v=PmF=9.0104 4.5103m/s=20m/s（2）汽车做匀加速直线运动完毕时,功率达到最大输出功率,即额定功率v=at t=va=50s错误解法:vm=at t=vma=90s例2.假定额定功率80 kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s，汽车质量为2103 kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2 m/s2，运动过程中阻力不变，求：(1)汽车所受的恒定阻力大小；(2)汽车匀加速运动的最长时间.(3)3 s末汽车的瞬时功率多大？(4)速度为16 m/s时汽车的加速度多大？(4)16 m/s10 m/s.此时汽车发动机的功率已为额定功率，牵引力为：所以汽车的加速度为： =0.5 m/s2(3)汽车匀加速运动的时间为5 s，3 s末汽车处于匀加速阶段,则:t=3 s时,v=at=23 m/s=6 m/sP=Fv=81036 W=48 kW答案：(1)4103 N (2)5 s(3)48 kW (4)0.5 m/s2【解析】(1)当汽车达到最大速度时,F=Ff,则:P额=Ffvm解得:(2)在匀加速阶段，由牛顿第二定律得：F-Ff=ma解得: F=Ff+ma=(4103+21032) N=8103 N当汽车达到额定功率时:P额=Fv 解得:匀加速运动的时间为:1.下列关于汽车运动的论述，不正确的是( )A.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度、加速度均逐渐增大B.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度逐渐增大，加速度逐渐减小，加速度为0时，速度最大C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率的限制，要提高最大允许速度，必须增大发动机的额定功率D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶，当牵引力F与阻力f平衡时，汽车的最大速度vm=P/fA2、汽车上坡时，在保持发动机输出功率一定时，司机必须换挡，这样做的目的是 （ )A、增大速度，得到较大的牵引力。

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、减小速度，得到较小的牵引力C3、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示已知汽车的质量为m=2103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，则（ ）A汽车在前5s内的牵引力为4103NB汽车在前5s内的牵引力为6103NC汽车的额定功率为60kWD汽车的最大速度为30m/sBCD。