2019-2020学年新教材高中物理 第1章 功和机械能 拓展课 变力做功和机车启动课件 鲁科版必修第二册

拓展课变力做功和机车启动,变力做功的求解方法,核心要点,要点归纳1.转换研究对象法如图所示，人站在地上以恒力拉绳，使小车向左运动，求拉力对小车所做的功。拉力对小车来说是个变力(大小不变，方向改变)，但仔细研究，发现人拉绳的力却是恒力，于是转换研究对象，用人对绳子所做的功来求绳子对小车做的功。,2.平均值法,3.图像法如图所示，在fs图像中，若能求出图线与s轴所围的面积，则这个面积即为f在这段位移s上所做的功。类似在vt图像中，图线与t轴所围的面积表示位移。,经典示例例1如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为k，弹簧处于自然状态，用水平力f缓慢拉木块，使木块前进x0，求这一过程中拉力对木块做了多少功。,解析方法一平均值法,方法二图像法,针对训练1静止在水平面上的物体m，受到一水平向右的推力作用，在推力作用下向右运动了4m，水平推力随物体位移的变化图像如图所示，推力的最大值为4n，且力随位移的变化图线恰好为四分之一圆周，求水平推力在此过程中所做的功。,答案12.56j,机车的两种启动方式,要点归纳机车启动通常有两种方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动。1.机车以恒定功率启动的运动过程,核心要点,故机车达到最大速度时a0，ff，pfvmfvm，这一启动过程的vt图像如3中图甲所示。2.机车以恒定加速度启动的运动过程,3.两种过程的vt图像、pt图像对比,4.特别注意(1)机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度，并未达到整个过程的最大速度vm。(2)pfv中因为p为机车牵引力的功率，所以对应的f是牵引力并非合力，这一点在计算时需要注意。,经典示例例2某汽车发动机的额定功率为60kw，汽车质量为5t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍，g取10m/s2。(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车的速度为5m/s时，其加速度是多少？(2)若汽车以恒定的加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？,审题指导(1)汽车达到最大速度时，牵引力与阻力大小相等。(2)匀加速运动结束时，汽车的速度并没有达到最大速度，而是刚达到最大功率。,解析(1)当汽车的加速度为零时，汽车的速度v达到最大值vm，故最大速度为,(2)汽车以0.5m/s2的加速度做匀加速运动所能达到的最大速度为,由于这一过程中汽车做匀加速直线运动，满足vmv0at，,答案(1)12m/s1.4m/s2(2)16s,方法凝练分析汽车启动类问题时，必须注意以下三点(1)明确汽车的启动方式，是以恒定功率启动，还是以恒定加速度启动。(2)抓住两个基本公式：功率pfv(p是汽车的实际功率，f是汽车的牵引力，v是汽车的速度)；根据牛顿第二定律有ffma(f是汽车受到的阻力)。(3)正确分析汽车启动过程中各物理量在各个阶段(如匀加速运动阶段、变加速运动阶段、匀速运动阶段)的变化情况。,针对训练2(多选)下列关于汽车运动的论述，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；加速度为零时，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限