8.1.2 机车启动 变力做功 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

人教版物理必修二 第八章 机械能守恒定律 8.1.2 机车启动和变力做功 类型1：机车以恒定功率 P 启动 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 七、机车启动问题 v 例3、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，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后: ①汽车所能达到的最大速度是多大？ ②当汽车的速度为5m/s时加速度多大？ ③当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 解：①汽车达到最大速度时匀速，故F=f=0.1mg=5000N ③ ② 类型2：机车以恒定加速度 a 启动 例4、一种氢气燃料的汽车，质量为 ，发动机的额定输出功率为80kW ，汽车与水平地面间的动摩擦因数 0.1。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a = 1.0m/s2 。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了一段时间，直到获得最大速度后才匀速行驶。g=10m/s2,试求： （1）汽车的最大行驶速度； （2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度； （3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率； （4）当汽车的速度为32m/s时的加速度； 解：（1） （2） （3） （4） 当汽车发动机的功率一定时，根据P=Fv知，牵引力与速度成反比，所以通过减小速度来增大牵引力，使汽车能顺利上坡。 1、汽车上坡时，司机一般要“换挡”减小车速，使汽车以较小的速度爬坡，为什么呢？请用今天所学的知识加以解释。 2、汽车上坡时，若不减小车速，司机应采取什么措施？为什么？ 加大油门，增大输出功率，来获得较大的牵引力。 联系实际 学以致用 八、变力做功问题 1、等效转换法：若某一变力的功和某 一恒力的功相等,则可以用求得的恒力的功来等效为变力的功． 【典例1】如图，用恒力F通过跨过光滑定滑轮的轻绳，将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，物体和滑轮的大小均忽略，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为α和β，求绳的拉力F对物体做的功． h A B F 2.功率法：若变力做功的功率恒定和做功时间是已知的，则可以用W=Pt来求变力的功 【典例2】汽车发动机的额定功率为60KW，汽车保持额定功率不变从静止启动后10秒内做的功。 【典例3】如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为k，弹簧处于自然状态，用水平力缓慢拉物体，使物体前进距离S，求这一过程中拉力对物体做了多少功？ 3、平均力法：当 F 和 x 成线性关系时，力的平均值为算术平均值,即 。 4.图像法:在F ­ x图像中，图线与坐标轴所围的“面积”的代数和表示F做的功．在x轴上方的“面积”为正功，在x轴下方的“面积”为负功。 在P ­ t图像中，图线与坐标轴所围的“面积”表示F做的功． 【例题4】一个物体所受的力F随位移l变化的图像如图所示,在这一过程中,力F对物体做的功为(　　) A.3 J B.6 J C.7 J D.8 J B 5、微元法：做曲线运动的物体，当力的大小不变,力的方向时刻与速度同向(或反向)时,把物体的运动过程分为很多小段,这样每一小段可以看成直线,先求力在每一小段上做的功,再求和即可。 【例题5】如图所示，在西部的偏远山区，人们至今还通过“驴拉磨”的方式把小麦颗粒加工成粗面来食用。假设驴拉磨的平均拉力大小为300 N，驴做圆周运动的等效半径r=1.5m，则驴拉磨转动一周所做的功约为（　　） A．0 B．300J C．1400J D．2800J D 6、动能定理法：学完动能定理后再讲。 $$