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.pptVIP

习题课 机车启动问题 1 根据公式p fv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z3 1所示 则钢索拉力的功率随时间变化的图像是图z3 2中的 不计空气阻力 图z3 1 图z3 2 解析 在0 t1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f1 m g a1 可见拉力是恒力 其功率p1 f1v m g a1 v 对应的p t图像是经过原点的倾斜线段 在t1 t2时间内 重物匀速上升 钢索拉力f2 mg 功率p2 f2v mgv 对应的p t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t2 t3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f3 m g a2 可见拉力是恒力 其功率p3 f3v m g a2 v 对应的p t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w pt计算 不能用w fl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w fl计算 不能用w pt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 a v1 v2b v1f2d f1 f2 答案 ad 解析 货车匀速上坡时的牵引力f mgsin mgcos 空载时的牵引力f1小于满载时的牵引力f2 选项d正确 由p f1v1 f2v2可知v1 v2 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z3 3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z3 3 自我检测 答案 b 自我检测 图z3 4 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a 2m s2启动 所受阻力为1 0 103n