8.1 功和功率（机车启动的两种方式）课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

机车启动的两种方式 1.以恒定功率P额启动; 机车的启动方式有两种： 2.在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。 机车启动的两种方式 v增大 f不变 v最大，以vm匀速 当F=f时 a=0 P一定 F减小 a减小 F=P / V a=(F-f )/ m v t 0 vm （2）启动过程：先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以最大速度做匀速直线运动。 （3）瞬时加速度公式: （4）最大速度 恒定功率启动时牵引力为变力，功只能用W =Pt计算，不能用W =Fl计算 （1）恒定功率启动的v-t 恒定功率启动 V t t P 0 Vm t加 t加 t加 t F O 0 t a 机车以恒定P启动的图像 t加 v=at F>f P=FV=F·at （2）启动过程：先做匀加速，再做加速度逐渐减小的变加速，最终以最大速度匀速。 v t 0 vm t1 v1 a一定 V增大 F不变 P均匀增大 以P额继续加速 P实= P额 v增大 f不变 v最大，以vm匀速 当F=f时 a=0 P一定 F减小 a减小 F=P / V a=(F-f )/ m t2 （3）匀加速时间: （1）恒定牵引力启动的v-t 恒定的加速度a（或恒定的牵引力F）启动 V t t F O P t 0 机车以恒定a启动的各种图像 a t 0 t加 t加 t加 t加 t1 t1 t1 t1 v1 vm P额 F′牵 两种起动方式的比较 不同点： 以恒定功率起动只有一个变加速阶段，起动过程短，但容易损坏发动机 以恒定牵引力起动有两个加速阶段，起动过程长，但起动平稳有利于发动机 相同点： 无论哪种方式起动，汽车所能达到的最大速度相同，都等于　　　　 ，达到最大速度的条件相同，都是当a=0时取得　　　　　　 vm＝ f P额 典例：质量为m＝5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍．让车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶，求(g取10 m/s2)： (1)汽车达到的最大速度vmax； (2)汽车车速v1＝2 m/s时的加速度． (3)汽车的加速度a=2 m/s2时的速度． 典例：质量为m＝5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍．让车保持额定功率为60 kW，从静止开始行驶，求(g取10 m/s2)： (1)汽车达到的最大速度vmax； (2)汽车车速v1＝2 m/s时的加速度． (3)汽车的加速度a=2 m/s2时的速度． 典例：质量为m＝4 t的机车，发动机的最大输出功率P＝80 kW，运动阻力恒为Ff＝2×103 N． (1)若机车由静止开始以a＝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，求机车能达到的最大速度； (2)若机车保持最大功率不变沿水平轨道行驶，求机车能达到的最大速度以及速度为10 m/s时机车的加速度． 【答案】　(1)20 m/s　(2)40 m/s　1.5 m/s2 典例：质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动时阻力恒为车重的0.05倍。 （1）求汽车沿水平道路行驶的最大速度? （2）设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动,加速度a=0.4m/s2,求汽车维持这一加速度行驶的最长时间(g=10m/s2) （1）∵m=5000kg, P=9.0×104 W f=kmg=0.05×5000×10=2.5×103N ∵Pm=fvm ∴vm=Pm／f =9.0×104／2.5×103 m/s=36 m/s 【解】 典例：质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动时阻力恒为车重的0.05倍。 （1）求汽车沿水平道路行驶的最大速度? （2）设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动,加速度a=0.4m/s2,求汽车维持这一加速度行驶的最长时间(g=10m/s2) 根据牛顿第二定律有: F–f=ma F=f+ma=4.5×103N 匀加速运动完毕时有:P=Pm ∵Pm=Fv ∴v=Pm／F=9.0×104 ／4.5×103m/s=20m/s （2）汽车做匀加速直线运动完毕时,功率达到最大输出功率,即额定功率 ∵v=at ∴t=v／a=50s 错误解法:vm=at t=vm／a=90s 典例：质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动时阻力恒为车重的0.05倍。 （1）求汽车沿水平道路行驶的最大速度? （2）设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动,加速度a=0.4m/s2,求汽车维持这一加速度行驶的最长时间(g=10m/s2) 结 束 【解】　(1)由P＝Fv＝F阻vmax得： vmax＝eq \f(P,F阻)＝eq \f(P,μmg)＝eq \f(60×103,0.1×5×103×