7.3 功率(机车启动）
文档属性
| 名称 | 7.3 功率(机车启动） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 481.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2013-11-06 07:57:41 | ||
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文档简介
课件18张PPT。7.3 功 率 【机车启动专题】问题讨论：机车起动机车由静止启动，运动的情况有两类：类型1：机车以恒定功率 P 启动类型2：机车以恒定加速度 a 启动类型1：机车以恒定功率 P 启动机车启动问题P＝F v发动机的实际功率发动机的牵引力机车的瞬时速度当F=F阻时，
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速v↑→↓↑→→↓↓加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动机车以恒定功率启动的v－ t 图机车启动问题 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。例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，则当牵引力F与阻力f平衡时，汽车的最大速度vm=P/fA例2.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20 m/s，那么在这段时间内，列车行驶的路 （ ）
? A.一定小于3 km????????B.一定等于3 km
? C.一定大于3 km????????D.不能确定解：画出运动的v-t图象如图示，若为匀变速运动，则图象如图示,位移为3 km，故选CC例3.质量为2 t的农用汽车，发动机额定功率为30 kW，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54 km/h。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v=36 km/h时的瞬时加速度是多大？联立???可以求得a=0.50 m/s2 解： 汽车在水平路面行驶达到最大速度时牵引力F等于阻力f，可得： ......? 而速度为v时的牵引力 ......?根据牛顿第二定律，
可以求得此时的加速度： ......?类型2：机车以恒定加速度 a 启动机车启动问题当F= F阻时，
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速↑→↓↓→→→→P＝F v↑↑→当P= P额时，保持P额继续加速机车以恒定加速度启动的v－ t 图机车启动问题 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。 例4.额定功率为80 kW的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达20 m/s,汽车质量为2×103kg,
如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达2m/s2 。设运动过程中阻力大小不变，
试求：（1）汽车运动时所受阻力f
（2）汽车匀加速运动过程可持续的时间t
（3）汽车启动后，发电机在第三秒末的
即时功率P3
（4）汽车在做匀加速直线运动过程中，
发动机所做的功W
解析：（1）当汽车达到最大速度时，又因：所以：根据牛顿第二定律有（2）设保持匀加速时间为t ，匀加速能达到的
最大速度为V又有：保持匀加速时间? ??解之得（3）汽车第3秒末仍在做匀加速直线运动，则（4）根据匀变速运动规律，则有再见例5.质量4 t的机车，发动机的最大输出功率为100 kW，运动阻力恒为2×103N，试求；
（1）当机车由静止开始以0.5 m/s2的加速度沿水平轨道做匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和达到该最大速度所需的时间。 （2）若机车保持额定功率不变行驶，能达到的最大速度以及速度为10 m/s时机车的加速度。
解答：（1）机车做匀加速直线运动时，有F-f=maP=FVmVm=at由此可解得Vm=25m/s
t=50s（2）机车行驶时运动形式不加限制而机车输出功率保持额定功不变时则可在大小等于阻力牵引力作用下做匀速直线运动，此时又有
由此又可解得例2．按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，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CD例．某汽车的质量为m＝5×103kg，汽车发动机的额定功率P＝6.0×104W，该车在水平路面上做直线运动，阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2，试求：
（1）汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？
（2）若汽车从静止开始且保持以a＝0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多久？
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速v↑→↓↑→→↓↓加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动机车以恒定功率启动的v－ t 图机车启动问题 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。例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，则当牵引力F与阻力f平衡时，汽车的最大速度vm=P/fA例2.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20 m/s，那么在这段时间内，列车行驶的路 （ ）
? A.一定小于3 km????????B.一定等于3 km
? C.一定大于3 km????????D.不能确定解：画出运动的v-t图象如图示，若为匀变速运动，则图象如图示,位移为3 km，故选CC例3.质量为2 t的农用汽车，发动机额定功率为30 kW，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54 km/h。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v=36 km/h时的瞬时加速度是多大？联立???可以求得a=0.50 m/s2 解： 汽车在水平路面行驶达到最大速度时牵引力F等于阻力f，可得： ......? 而速度为v时的牵引力 ......?根据牛顿第二定律，
可以求得此时的加速度： ......?类型2：机车以恒定加速度 a 启动机车启动问题当F= F阻时，
a＝0 ，v达到最大
保持
vm
匀速↑→↓↓→→→→P＝F v↑↑→当P= P额时，保持P额继续加速机车以恒定加速度启动的v－ t 图机车启动问题 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。 例4.额定功率为80 kW的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达20 m/s,汽车质量为2×103kg,
如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达2m/s2 。设运动过程中阻力大小不变，
试求：（1）汽车运动时所受阻力f
（2）汽车匀加速运动过程可持续的时间t
（3）汽车启动后，发电机在第三秒末的
即时功率P3
（4）汽车在做匀加速直线运动过程中，
发动机所做的功W
解析：（1）当汽车达到最大速度时，又因：所以：根据牛顿第二定律有（2）设保持匀加速时间为t ，匀加速能达到的
最大速度为V又有：保持匀加速时间? ??解之得（3）汽车第3秒末仍在做匀加速直线运动，则（4）根据匀变速运动规律，则有再见例5.质量4 t的机车，发动机的最大输出功率为100 kW，运动阻力恒为2×103N，试求；
（1）当机车由静止开始以0.5 m/s2的加速度沿水平轨道做匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和达到该最大速度所需的时间。 （2）若机车保持额定功率不变行驶，能达到的最大速度以及速度为10 m/s时机车的加速度。
解答：（1）机车做匀加速直线运动时，有F-f=maP=FVmVm=at由此可解得Vm=25m/s
t=50s（2）机车行驶时运动形式不加限制而机车输出功率保持额定功不变时则可在大小等于阻力牵引力作用下做匀速直线运动，此时又有
由此又可解得例2．按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，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CD例．某汽车的质量为m＝5×103kg，汽车发动机的额定功率P＝6.0×104W，该车在水平路面上做直线运动，阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2，试求：
（1）汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？
（2）若汽车从静止开始且保持以a＝0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多久？