人教版（2003）高中物理必修二第七章机械能守恒定律——机车启动问题课件

机车启动问题 类型1机车以额定功率P额启动类型2机车以恒定加速度a启动P＝Fv发动机的实际功率发动机的牵引力机车的瞬时速度机车启动问题 类型1机车以恒定功率P额启动当F=F阻时a＝0v达到最大保持vm匀速vF＝vPa＝mF－F阻↑↑↓↓加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动↓一、机车启动的两种方式 类型2：机车以恒定加速度a启动当F=F阻时a＝0v达到最大保持vm匀速F＝vP额a＝mF－F阻↑↓v↑↓↓加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动a＝mF－F阻Fv↑P＝Fv↑↑当P=P额时，保持P额继续加速匀加速直线运动 vmvt0vt0vm机车以恒定功率启动机车以恒定加速度启动机车两种启动方式的v－t图vttt1t2 二、机车启动的常见问题1.机车启动的最大速度：汽车发动机的功率为P，汽车的质量为m，当汽车行驶在倾角为α的长直公路上时，所受摩擦阻力为F阻，如图所示，求：汽车所能达到的最大速度Vm？拓展：1.若时，最大速度vm=？2.若时，最大速度vm=？ 2.机车匀加速启动持续时间汽车发动机额定功率为P，汽车质量为m，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小F阻。若汽车从静止开始，以加速度a做匀加速运动，则匀加速能持续多长时间？匀加速阶段的牵引力：F-F阻=ma匀加速阶段的末速度：P额=Fvtvt＝FP额匀加速阶段持续时间：vt=at 3.机车启动过程的位移质量为m的汽车，在水平道路上以额定功率p从静止开始起动，经过一段时间t，以速度vm匀速运动。求：汽车启动过程的位移大小.动能定理拓展：若汽车匀加速启动，如何求解启动过程的位移？ 例1.[安徽高考]如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2m/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＝1.02m/s的匀速运动．取g＝10m/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。 解：(1)设起重机允许输出的最大功率为P，重物达到最大速度时：F＝mg………………①P＝F0vm……………②代入数据，得：P＝5.1×104W………③(2)设匀加速运动的末速度为vt，此时绳索的拉力为F，匀加速持续的时间为t：据牛顿第二定律：F－mg＝ma………④P0＝Fvt…………⑤vt＝at……………⑥由③④⑤⑥，代入数据，得：t＝5s……⑦ 拓展：若已知起重机的最大功率p和绳索的最大拉力Tm，要使质量为m的重物以最快的方式达到最大速度Vm。请思考：1.重物应该以哪种方式运动？2.若绳子拉力没有限制，哪一种运动方式最快？3.实际生活中，机车应该如何启动？ 例2.[2015·全国卷Ⅱ]汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()A拓展：1、若汽车匀速行驶，现使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。速度时间图像如何？2、若汽车匀速行驶，突然驶入沙地，阻力变为原来2倍，功率不变。速度时间图像如何？ 练习.为减少机动车尾气排放，某市推出新型节能环保电动车．在检测该款电动车性能的实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出如图所示的图像(图中AB、BO为直线)，假设电动车行驶中所受阻力恒定，最终匀速运动，重力加速度g取10m/s2，则()A.该车启动后，先做匀加速运动，然后匀速运动．B．电动车匀加速运动过程中的最大速度为15m/sC．该车做匀加速运动的时间是1.5sD．该车加速度大小为0.75m/s2时，速度6m/s思考：1.电动车以哪种方式启动？2.图线的斜率表示什么？CD 谢谢！