公开课机车启动问题的计-完整版PPT

1、新化二中教学楼夜景 功率的应用 -机车启动问题 新化二中：吴强新化二中教学楼夜景立志博学、明理创新内容：功和功率：要求：级。（理解与应用）说明：与旧考纲相比，新考纲上增加了这样一句话：“考纲对功率的要求包括了机动车辆的功率问题”。要注意对它的理解。考纲要求知识回顾思考1：机车有几种启动方式？思考2：机车在这些启动方式中分别做什么样的运动？它们的Vt图又如何？机车有两种启动方式：1：以恒定的功率启动。 2：以恒定的加速度启动。(一)机车以恒定功率启动关于机车的启动问题F牵F阻mgFN应用 机车的两种起动方式加速度(a)减小匀速直线运动恒定功率的起动0t1tvmv例题1按额定功率行驶的汽车，所受地

2、面的阻力保持不变，则（ ）A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B汽车可以做匀加速运动C汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐 增大D汽车达到最大速度时，所受合力为零C D变式题1. 列车在恒定功率机车的牵引下，从车站出发行驶5分钟，速度达到20m/s，那么在这段时间内，列车行驶的路程（ ） A.一定小于3kmB.一定等于3km C.一定大于3kmD.不能确定解：画出运动的v-t图象如图示，20m/s5mintv0若为匀变速运动，则图象如图示， 位移为3km，故选CC质疑讨论心得体会 在处理以恒定功率启动问题中一定要把握好对公式P=Fv的理解以及牛顿第二定律。(二)机车以恒定加速度启动F牵F

3、阻mgFN匀加速(a=c)直线运动匀速直线运动变加速(a) 运动应用 机车的两种起动方式恒定牵引力的起动otvt1v1vmaxt2 例2：汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g10m/s2. (1)汽车保持额定功率不变从静止启动后，汽车所能达到的最大速度是多大？当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？当汽车的速度为6m/s时的加速度是多大？ (2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？连线高考 解析：汽车运动中所受的阻力大小为F0.1mg0.1510310N5103N (1)汽车保持额定

4、功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大 当a0时速度最大，所以，此时汽车的牵引力为F1F5103N(2010上海理综)纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一若E1概念车的总质量为920kg，在16s内从静止加速到100km/h(即27.8m/s)，受到恒定的阻力为1500N，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为_N当E1概念车以最高时速120km/h(即33.3m/s)做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为_kW.3.110350连线高考09四川23.(16分) 图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5103 kg的重物竖直吊起的

5、过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求：（1）起重机允许输出的最大功率。（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。连线高考解析：（1）设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。 P0=F0m P0=mg 代入数据，有：P0=5.1104W 说明：式2分，式各1分。(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为,F速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有：

6、 P0=Fv1 F-mg=ma V1=at1 由，代入数据，得：t1=5 s t=2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P,则 v2=at P=FV2 由代入数据，得:P=2.04104W 说明式各2分，式各1分。分析汽车发动机的工作过程,要抓住发动机的输出功率P=Fv和牛顿第二定律进行分析心得体会 在分析机车启动问题时，1：首先要明白是恒定功率启动还是匀加速启动，匀加速启动时要分析清楚发动机的功率是否达到额定功率，达到额定功率后汽车做恒定功率运动，牵引力随速度的增大而减小，不能再用匀变速直线运动的规律求解了2：要抓住发动机的输出功率P=Fv和牛顿第二定律进行分析。不论

7、是哪种启动方式都是当F=f时速度最大。 课堂总结【课堂练习】汽车发动机的额定功率为60kW，质量为5t，在运动中所受的阻力大小恒为车重的0.1倍（取g为10m/s2）（1）若汽车以额定功率启动，汽车能达到的最大速度是多少？当汽车的速度达到5m/s时，其加速度是多少？（2）若汽车以恒定加速度0.5m/s2，则这一过程能维持多长时间？质量为m = 4000kg的卡车，额定输出功率为P=60 kW。当它从静止出发沿坡路前进时，每行驶100 m，升高5m，所受阻力大小为车重的0.1倍，取g=10 m/s2 .试求：(1)卡车能否保持牵引力为8000 N不变在坡路上行驶？(2)卡车在坡路上行驶时能达到的

8、最大速度为多大？这时牵引力为多大？(3)如果卡车用4000 N牵引力以12m/s的初速度上坡，到达坡顶时，速度为4 m/s,那么卡车在这一段路程中的最大功率为多少？平均功率是多少？【思考与讨论】分析:汽车能否保持牵引力为8000 N上坡要考虑两点：第一，牵引力是否大于阻力？第二，汽车若一直加速，其功率是否将超过额定功率，依P=Fv解。本题考查了汽车牵引力恒定时功率的计算。不少同学在得到F f + mgsin后，立即做出结论：汽车可以保持牵引力8000 N不变上坡；而没有考虑到汽车由于加速，速度不断增大，其功率不断增大，如果坡路足够长，这种运动方式是不允许的。解：分析汽车上坡过程中受力情况如图所示：牵引力F,重力mg4104N，fkmg4103 N，支持力N，依题意sin5/100。（1）汽车上坡时，若F8000N,而fmgsin410341041/206103 N,即F f +mgsin,汽车将加速上坡，速度不断增大，其输出功率P=Fv也不断增大，长时间后，将超出其额定输出功率，所以，汽车不能保持牵引力为8000N不变上坡。(2)汽车上坡时，速度越来越大，必须不断减小牵引力以保证输出功率不超过额定输出功率，当牵引力F= f + mgsin=6103 N时，汽车加速度为零，速度增大到最大，设为vm，则PFv（f