2018-2019学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 习题课机车启动问题课件 新人教版必修2.ppt

习题课：机车启动问题,1根据公式PFv进一步理解汽车发动机功率一定时，牵引力和速度之间的关系2掌握机车“以恒定功率启动”和“以恒定加速度启动”过程及其相关物理量的定量变化规律3掌握机车启动的其他变式问题和类机车启动问题的分析方法,教学目标,【重点】两种启动方式【难点】“以恒定加速度启动”过程分析,重点难点,在明确“机车功率为机车牵引力的功率”的基础上首先引导学生探究机车“以恒定功率启动”过程，重点是动力学变化过程，可以通过速度时间图线加以辅助说明，然后可让学生自己分析机车“以恒定加速度启动”过程，最后也通过速度时间图线加以辅助说明，同时要做好两种启动方式的比较，掌握其异同点，避免混淆在例题的设置上可以从简单情况入手，逐渐增加难度，本节课(初学)不宜出现过难问题，应让学生树立攻克这一难点的信心,教学建议,【导入一】同学们经常乘坐汽车出行，汽车由静止开始达到预定速度的过程，我们称其为启动过程那么你平时注意过汽车启动过程的基本形式吗？这就是我们这节课的主要内容【导入二】同学们都会骑自行车，你和自行车作为一个整体就构成了一个简单“机车”，我们骑车由静止开始到达到最大速度的过程就好比“机车的启动过程”，同学们想想我们可以有几种形式把自行车骑到最大速度呢？,新课导入,生1：一开始就猛力地蹬车一直到最大速度！生2：慢慢蹬车逐渐增加车速，最后也达到最大速度！师：好！我们平时骑车其实并不太注意这些，刚才两个同学描述的情况实际上很接近两种基本的启动过程“以恒定功率启动”和“以恒定加速度启动”下面我们先研究第一种形式.,新课导入,学习互动,机车以恒定功率启动,考点一,答案B,学习互动,答题要点本题考查机车启动过程中功率的相关知识，难度一般解答本题需要清楚以下两点：第一，机车功率、牵引力、瞬时速度三者间的定量关系；第二，达到最大速度时，机车牵引力与阻力相等机车以恒定功率启动过程分析如下表所示，要认真领会和把握,学习互动,例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，则它在平直公路行驶的最大速度是_,学习互动,机车以恒定加速度启动,考点二,学习互动,例3在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW，质量为10t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍(g取10m/s2)(1)若汽车以0.5m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，汽车的功率如何变化？这一过程能维持多长时间？(2)若汽车以不变的额定功率从静止启动，汽车的加速度如何变化？当汽车的加速度为2m/s2时，速度为多大？(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度为多大？,学习互动,学习互动,学习互动,答题要点例2和例3都侧重于考查对机车启动的动力学分析，机车以恒定加速度启动是本讲学习的难点，相关过程和动力学分析如下表所示，在具体题目中要灵活应用,学习互动,学习互动,启动类问题综合分析,考点三,例4起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图像如图Z31所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像是图Z32中的(不计空气阻力)(),图Z31,图Z32,解析在0t1时间内，重物从静止开始竖直向上做匀加速直线运动，设加速度大小为a1，根据牛顿第二定律，钢索拉力F1m(ga1)，可见拉力是恒力，其功率P1F1vm(ga1)v，对应的Pt图像是经过原点的倾斜线段；在t1t2时间内，重物匀速上升，钢索拉力F2mg，功率P2F2vmgv，对应的Pt图像是一条平行于横轴的线段，考虑到在t1时刻，拉力突然减小，而速度大小不变，其功率也突然减小，据此可排除选项A；在t2t3时间内，重物做匀减速直线运动，设加速度大小为a2，根据牛顿第二定律，钢索拉力F3m(ga2)，可见拉力是恒力，其功率P3F3vm(ga2)v，对应的Pt图像是倾斜线段，据此，可排除选项D；在t2时刻，拉力突然减小，而速度大小不变，其功率也突然减小，据此可排除选项C，故只有选项B正确,学习互动,答案B,学习互动,答题要点本题属于机车启动的综合应用问题，关于此类问题的分析要注意以下几点：(1)机车启动的方式不同，机车运动的规律就不同，因此机车启动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同，分析图像时应注意坐标轴的意义及图像所描述的规律(2)恒定功率下的加速过程一定不是匀加速过程，这种加速过程发动机做的功可用WPt计算，不能用WFl计算(因为F为变力)(3)以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用WFl计算，不能用WPt计算(因为功率P是变化的),学习互动,备用习题,1(多选)同一辆货车两次匀速驶上同一坡路，在空载时上坡的速度为v1，牵引力为F1；在满载时上坡的速度为v2，牵引力为F2.已知两次上坡过程该货车的输出功率相同，则()Av1v2Bv1F2DF1v2，选项A正确,备用习题,2汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动后一小段时间内保持匀加速直线运动，则()A不断增大牵引力和牵引力的功率B不断减小牵引力和牵引力的功率C保持牵引力不变，不断增大牵引力功率D不能判断牵引力功率怎样变化,答案C,解析汽车保持匀加速直线运动，所受合力不变，牵引力也不变，但速度增大，牵引力的功率增大，C正确，A、B、D错误,备用习题,答案A,备用习题,自我检测,1(机车启动的理解)机车以下列两种方式启动，且沿直线运动(设阻力不变)方式：机车以不变的额定功率启动；方式：机车的启动功率先随速度均匀增加，后保持额定功率不变如图Z33给出的四个图像中，能够正确反映机车的速度v随时间t变化的是()A甲对应方式，乙对应方式B乙对应方式，丙对应方式C甲对应方式，丙对应方式D丙对应方式，丁对应方式,图Z33,自我检测,答案B,自我检测,图Z34,自我检测,答案D,自我检测,3(启动类问题综合分析)质量为5t的汽车在水平路面上以加速度a2m/s2启动，所受阻力为1.0