８．１．２《机车两种启动方式》　课件2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件围绕功率及机车两种启动问题展开，先通过回顾功率与速度关系（P=Fv）及汽车爬坡实例衔接旧知，再系统讲解平均功率与瞬时功率概念，构建从基础概念到机车启动模型的学习支架。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和科学推理为核心，通过分阶段解析机车两种启动过程（如恒定加速度启动三阶段受力与运动分析），结合v-t图像及例题（如例2结合v-t图像求牵引力、额定功率），帮助学生建立运动与相互作用观念。采用问题驱动与方法总结结合的教学方式，学生能提升分析实际问题的能力，教师可直接利用结构化内容提高教学效率。

8.1功率、机车两种启动问题 1.7.2013 大家好，今天我们来学习高中物理必修二的第六章第一节——圆周运动。在我们的日常生活中，圆周运动无处不在，从旋转的摩天轮到行驶的汽车，甚至我们脚下的地球，都在做着圆周运动。这节课，我们将一起深入探讨如何描述这种常见的曲线运动。 ‹#› P＝ Fv 汽车爬坡时必须使用低速档，发动机输出功率一定时，通过减少速度来提高牵引力。 回顾：功率与速度 = 1、平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢 2、瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 汽车的输出功率一般指瞬时功率。 表示一段时间时， 表示平均功率 当很短很短时， 表示瞬时功率 一、平均功率与瞬时功率 例题1：(多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用.水平力F与时间t的关系如图1所示，力的方向保持不变，则 一 √ √ 图1 当F=F阻时， a＝0 ，v达到最大 保持 vm 匀速 v F＝ v P a＝ m F－F阻 ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ vm＝ F阻 P 加速度逐渐减小的 变加速直线运动 匀速直 线运动 1、汽车以恒定功率启动 二、机车的两种启动方式 注：机车以恒定功率启动的v-t图象如下所示：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。 vm vm＝ F阻 P额 v t O 2、汽车以恒定加速度启动 当F= F阻时，a＝0 ，v达到最大 保持vm 匀速 F＝ v P额 a＝ m F－F阻 ↑ ↓ v ↑ ↓ ↓ vm＝ F阻 P额 加速度逐渐减小的变加速直线运动 匀速直线运动 a＝ m F－F阻 F v ↑ P＝F v ↑ ↑ 当P= P额时，保持P额，继续加速速度增大 匀加速直线运动 v t O vm 注：机车以恒定加速度启动的v－t图象如图所示: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，最终以最大速度 做匀速直线运动。 vm＝ F阻 P额 t0 t1 方法总结 机车启动问题中几个物理量的求法 分析机车启动问题，要抓住两个核心方程：牛顿第二定律方程F－Ff＝ma联系着力和加速度，P＝Fv联系着力和速度. (1)机车的最大速度vm的求法，机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff， (2)匀加速启动持续时间的求法，牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度vm′ 例2　一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图象如图3所示.已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到的阻力为车重的 g取10 m/s2，则 A.汽车在前5 s内的阻力为200 N B.汽车在前5 s内的牵引力为6×103 N C.汽车的额定功率为40 kW D.汽车的最大速度为20 m/s √ 图3 针对训练　汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0.快进入闹市区时司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下列四个图象中，哪个正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系图象 √ 解析　汽车匀速行驶时牵引力等于阻力；功率减小一半时，汽车的速度由于惯性来不及变化，根据功率和速度关系公式P＝Fv，牵引力减小一半，小于阻力，合力向后，汽车做减速运动，由公式P＝Fv可知，功率一定时，速度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故汽车做加速度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，汽车重新做匀速直线运动，故选C. A.3t0时刻，物体的速度为 B.3t0时刻的瞬时功率为 C.在t＝0到3t0这段时间内，水平力F的平均功率为 D.在t＝0到3t0这段时间内，水平力F的平均功率为 故vm＝＝. (3)瞬时加速度的求法，据F＝求出牵引力，则加速度a＝. ＝，时间t＝. ， 解析　汽车受到地面的阻力为车重的，则阻力Ff＝mg＝×2×103×10 N＝2 000 N，A错误； 由题图知前5 s的加速度a＝＝2 m/s2，由牛顿第二定律知前5 s内的牵引力F＝Ff＋ma，得F＝(2 000＋2×103×2) N＝6×103 N，选项B正确； 5 s末达到额定功率P额＝Fv5＝6×103×10 W＝6×104 W＝60 kW，最大速度vmax＝＝ m/s＝30 m/s，选项C、D错误. $