2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册第八章机专题机车的两种启动方式 课件(共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册第八章机专题机车的两种启动方式 课件(共21张PPT) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 664.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-23 11:39:00 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
机车功率：
是指机车发动机的输出功率，即机车牵引力的功率，并非合力功率
P=Fv
（假设运动中的阻力f不变）
一.以额定功率启动
1、分析：
当F=f时
a=0
P额=
f
vm
v达最大vm
变加速运动
匀速运动
（vm不变）
加速度减小的加速运动
(2)运动性质：
变加速运动a
匀速运动（vm不变）
（3）v—t图像：
t
v
0
vm
牵引力变小，功率不变
牵引力=阻力，P=P额
二.以恒定的加速度启动（牵引力)
（1）分析：
当P＝P额
a≠0
v仍增大
当F=f时
a=0
P额=
f
vm
v达最大vm
匀加速直线运动
变加速运动
匀速运动
（vm不变）
额
额
(3)v—t图像：
v
0
t
v
vm
(2)运动性质：
匀加速直线运动
变加速运动a
匀速运动（vm不变）
牵引力不变，功率变大
牵引力变小，功率不变
牵引力=阻力，P=P额
1.在额定功率下运动：
功率P一定
牵引力F
速度v
阻力Ff不变
加速度a
变加速直线运动
达到最大速度vm
F=Ff时
a=0
匀速直线运动
1.当F=Ff时速度最大
2.先变加速再匀速
3.速度-时间图象
v
o
t
vm
加速度a一定
速度v
v=at
牵引力不变
匀加速直线运动
达到最大速度vm
变加速直线运动
功率P
Pv
F
a
保持P额继续加速
达到P额时
F>Ff
2.由静止开始以恒定的加速度启动
1.当F=Ff时速度最大
2.先匀加速再变加速最后匀速
3.速度-时间图象
1、恒定功率启动
这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）
2、恒定加速度启动：
在恒定牵引力作用下加速时功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功只能用W=F?s计算，不能用W=P?t计算（因为P为变量）.
三、机车牵引力做功
1、设飞机在飞行中所受空气阻力与它的
速度平方成正比，当飞机以速度v水平匀
速飞行时，发动机的功率为P，若飞机以
速度3v水平飞行时，发动机的功率为
A.3
P
B.9
P
C.18
P
D.27
P
D
2、质量m＝5×103
kg的汽车在水平路面
上从静止开始以加速度a＝2
m/s2匀加速运
动，所受阻力f＝1.0×103
N，启动后第1
s
末牵引力的瞬时功率是( )
A．2
kW
B．11
kW
C．20
kW
D．22
kW
D
3、有一艘质量为1.0×107
kg的轮船，发动机
的额定功率是1.8×108
W，假设轮船所受的阻
力为1.2×107
N，且始终保持不变求：
(1)当发动机以额定功率工作、航行速度为
9
m/s时，轮船的加速度；
(2)这艘轮船长时间能保持的最大航行速度．
(1)设此时牵引力为F1
由P＝Fv可知，当v＝9
m/s时，
F1＝P/V＝
2.0×107
N，
根据牛顿第二定律
F1－F阻＝ma，
故a＝（
F1－F阻）/m＝0.8
m/s2.
(2)船以最大速度匀速航行航行，牵引力等于
阻力，发动机的功率为额定功率，
F2＝F阻＝1.2×107
N，
故vm＝P/
F2
＝P/
F阻＝15
m/s.
4、一辆汽车的额定功率P额=100
kW，质量为
m=10×103
kg，在平直的公路上行驶，设阻力恒为车重的0.1倍，取g=10
m/s2.求：(1)若汽车以额定功率启动，
所达到的最大速度vm；
(2)若汽车以a=0.5
m/s2的加速度启动，求其匀
加速运动的最长时间.
思考？
（1）匀加速运动什么时候速度最大？
（2）如何求最大速度？
（3）如何求时间？
(1)汽车以额定功率启动，达到最大速度
时，阻力与牵引力相等.依题意
f=0.1mg，所以
vm=
=10
m/s.
（2）汽车以匀加速启动时的牵引力为：
F=ma+f=ma+0.1mg=
10×103×0.5
N+0.1×10×103×10
N
=1.5×104
N
达到额定功率时的速度为：
vt=
vt即为匀加速运动的末速度，故做匀加速运
动的最长时间为：
t=
s=13.3
s.
m/s=6.7
m/s
4、额定功率为80
kW的汽车在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车质量为2×103
kg，如果汽车从静止开始匀加速直线运动，加速度大小为2
m/s2，运动过程中阻力不变，求：
(1)
汽车所受的阻力大小
(2)
3S末汽车的瞬时功率
（3）汽车在匀加速直线运动中牵引力的功
5、质量为m、发动机的额定功率为P0的汽
车沿平直公路行驶，当它加速度为a时的
速度为v，测得发动机的实际功率为P1。
假设运动中所受阻力大小恒定，求它在平
直公路上匀速行驶的最大速度
解：设速度为v时，汽车的牵引力为F，则
F=P1/v
由F－f=ma代入得：
f=P1/v－ma
当F=f时速度最大
则vm=P0/f=P0v/（P1－mav）.
3、以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定
的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则
汽车上坡过程中的v---t图象不可能是图中的
A
机车功率：
是指机车发动机的输出功率，即机车牵引力的功率，并非合力功率
P=Fv
（假设运动中的阻力f不变）
一.以额定功率启动
1、分析：
当F=f时
a=0
P额=
f
vm
v达最大vm
变加速运动
匀速运动
（vm不变）
加速度减小的加速运动
(2)运动性质：
变加速运动a
匀速运动（vm不变）
（3）v—t图像：
t
v
0
vm
牵引力变小，功率不变
牵引力=阻力，P=P额
二.以恒定的加速度启动（牵引力)
（1）分析：
当P＝P额
a≠0
v仍增大
当F=f时
a=0
P额=
f
vm
v达最大vm
匀加速直线运动
变加速运动
匀速运动
（vm不变）
额
额
(3)v—t图像：
v
0
t
v
vm
(2)运动性质：
匀加速直线运动
变加速运动a
匀速运动（vm不变）
牵引力不变，功率变大
牵引力变小，功率不变
牵引力=阻力，P=P额
1.在额定功率下运动：
功率P一定
牵引力F
速度v
阻力Ff不变
加速度a
变加速直线运动
达到最大速度vm
F=Ff时
a=0
匀速直线运动
1.当F=Ff时速度最大
2.先变加速再匀速
3.速度-时间图象
v
o
t
vm
加速度a一定
速度v
v=at
牵引力不变
匀加速直线运动
达到最大速度vm
变加速直线运动
功率P
P
F
a
保持P额继续加速
达到P额时
F>Ff
2.由静止开始以恒定的加速度启动
1.当F=Ff时速度最大
2.先匀加速再变加速最后匀速
3.速度-时间图象
1、恒定功率启动
这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）
2、恒定加速度启动：
在恒定牵引力作用下加速时功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功只能用W=F?s计算，不能用W=P?t计算（因为P为变量）.
三、机车牵引力做功
1、设飞机在飞行中所受空气阻力与它的
速度平方成正比，当飞机以速度v水平匀
速飞行时，发动机的功率为P，若飞机以
速度3v水平飞行时，发动机的功率为
A.3
P
B.9
P
C.18
P
D.27
P
D
2、质量m＝5×103
kg的汽车在水平路面
上从静止开始以加速度a＝2
m/s2匀加速运
动，所受阻力f＝1.0×103
N，启动后第1
s
末牵引力的瞬时功率是( )
A．2
kW
B．11
kW
C．20
kW
D．22
kW
D
3、有一艘质量为1.0×107
kg的轮船，发动机
的额定功率是1.8×108
W，假设轮船所受的阻
力为1.2×107
N，且始终保持不变求：
(1)当发动机以额定功率工作、航行速度为
9
m/s时，轮船的加速度；
(2)这艘轮船长时间能保持的最大航行速度．
(1)设此时牵引力为F1
由P＝Fv可知，当v＝9
m/s时，
F1＝P/V＝
2.0×107
N，
根据牛顿第二定律
F1－F阻＝ma，
故a＝（
F1－F阻）/m＝0.8
m/s2.
(2)船以最大速度匀速航行航行，牵引力等于
阻力，发动机的功率为额定功率，
F2＝F阻＝1.2×107
N，
故vm＝P/
F2
＝P/
F阻＝15
m/s.
4、一辆汽车的额定功率P额=100
kW，质量为
m=10×103
kg，在平直的公路上行驶，设阻力恒为车重的0.1倍，取g=10
m/s2.求：(1)若汽车以额定功率启动，
所达到的最大速度vm；
(2)若汽车以a=0.5
m/s2的加速度启动，求其匀
加速运动的最长时间.
思考？
（1）匀加速运动什么时候速度最大？
（2）如何求最大速度？
（3）如何求时间？
(1)汽车以额定功率启动，达到最大速度
时，阻力与牵引力相等.依题意
f=0.1mg，所以
vm=
=10
m/s.
（2）汽车以匀加速启动时的牵引力为：
F=ma+f=ma+0.1mg=
10×103×0.5
N+0.1×10×103×10
N
=1.5×104
N
达到额定功率时的速度为：
vt=
vt即为匀加速运动的末速度，故做匀加速运
动的最长时间为：
t=
s=13.3
s.
m/s=6.7
m/s
4、额定功率为80
kW的汽车在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车质量为2×103
kg，如果汽车从静止开始匀加速直线运动，加速度大小为2
m/s2，运动过程中阻力不变，求：
(1)
汽车所受的阻力大小
(2)
3S末汽车的瞬时功率
（3）汽车在匀加速直线运动中牵引力的功
5、质量为m、发动机的额定功率为P0的汽
车沿平直公路行驶，当它加速度为a时的
速度为v，测得发动机的实际功率为P1。
假设运动中所受阻力大小恒定，求它在平
直公路上匀速行驶的最大速度
解：设速度为v时，汽车的牵引力为F，则
F=P1/v
由F－f=ma代入得：
f=P1/v－ma
当F=f时速度最大
则vm=P0/f=P0v/（P1－mav）.
3、以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定
的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则
汽车上坡过程中的v---t图象不可能是图中的
A