汽车起动的功率问题(16.5吴)解读.ppt

* 第三节 功率（二） 机车（汽车）的起动问题 一、课题解读 请找出课题中的关健词： 机车 ——通过发动机工作，获得动力，驱动物体运动的机械，如汽车，起重机，卷扬机等 起动 如今有替代发动机工作的机器，知道是什么吗？它的优点在哪？ ——从静止开始到以稳定的速度运行的运动阶段 机车？ 起动？ 能说出几种你知道的机车吗?他们有什么共同点? 能说说驾驶员怎样起动汽车吗? 踩油门的意义是什么? 控制油门大小的作用是什么? 了解汽车运动过程中能量转换的经历 汽油的化学能 气体的内能 发动机转动的动能 汽车运动的动能 ——通过控制单位时间内燃烧的汽油量，实现控制释放化学能的功率的目的 ——燃烧汽油，释放化学能 每一次能量转化都需要通过力做功才能实现！ 每种形式的能量转化为另一种形式的能量都需要特定的力做功！ 长点知识 二、体验汽车运动中的物理味 1、受力特点 ——受牵引力作用 三、汽车起动过程的特点 知道牵引力的施力物体是谁吗？ 方向向哪里？ 如何产生的？ 由什么因素决定吗？ 2、功率特点 ——地面 ——始终与汽车的速度方向相同 ——汽车后轮转动时，产生了相对地面的相对运动趋势 ——汽车的功率就是牵引力的功率， ——牵引力的功率由油门的大小控制，有额定功率的限制 3、运动特点 ——初速度为零，加速运动到稳定的速度 ——速度稳定是指速度不变的状态，此时a=0 ——F=P/V，由P和V共同决定 ——完完全全的被动力哟！ ——形成了功率，力和运动速度三者相互影响、相互制约的关系，出现复杂而有特色的运动过程 P=F牵V 四、各物理量之间的关系 1、力和加速度的关系： 2、功率与力与速度的关系 F合=ma ——在P、F、V三个量中，汽车起动过程中，只有V一定是在变化的，因此汽车的起动过程比较简单的运动形式就可以分为两种了，哪两种呢？ 五、汽车的第一种加速起动——保持功率不变起动过程 先讨论简单的情形——水平路面上行驶 分析运动过程 起点分析： 总条件——P不变 V0=0 F=P/V 非常大，一定大于阻力f 要先画出汽车的受力图哟！ 一定做加速运动，速度越来越大 跟踪分析 1、跟踪率先变化的量 速度变大 牵引力变小 加速度变小 结论1、起动后先做加速度越来越小的加速运动 哪牵引力会怎样呢？ 2、跟踪越来越小的量 加速度越来越小 加速度小到零时，速度不再变化 牵引力也不再变化 速度不再增大，维持加速度为零的运动 此时有特别的物理关系： a=0，F=f，V=Vm 结论2：加速为零后，汽车在功率不变的条件下将一直做匀速直线运动 来个更直观的吧！ 画出汽车整个起动过程的速度时间图象 思考一下：为什么要跟踪变小的量？ 理解题意，形成解题思路 求什么？ 找出物理关系式 给了什么已知条件 两者不一致的量 再找物理关系式 a F-f=ma m P 额 Vm V F f —— P 额 Vm V F=P额/V f=P额/Vm 例题1：质量为2t的农用汽车，发动机额定功率为30kW，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54km/h。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v=36km/h时的瞬时加速度是多大？ 六、汽车的第二种加速起动——保持牵引力不变起动过程 还是讨论简单的情形——水平路面上行驶 分析运动过程 起点分析： 总条件——F不变 V0=0 P=FV P 非常小， 要先画出汽车的受力图哟！ 一定做匀加速运动，速度越来越大，功率也越来越大 跟踪分析 1、跟踪率先变化的量 速度变大 功率变大 结论1、起动后先做加速度不变的加速运动 哪功率会怎样呢？ 2、跟踪越来越接近限制的量 功率越来越大 功率达到额定功率时，功率不能再增大 此时牵引力还大于阻力，汽车还要加速 此后，由于功率只能保持额定功率不变，速度增大过程中，牵引力必减小将重复功率不变的运动过程，即做速度增大，加速减小的运动，直至加速度减为零后做匀速直线运动。 画出汽车整个起动过程的速度时间图象 速度增大,功率又不能再增大,故牵引力必须减小,加速度减小,匀加速运动过程结束 此时,有特别的关系：P=P额 F=f+ma V=P额/F=P额/（f+ma） 结论：恒力起动过程的运动分为三段不同的运动过程，第一段匀加速运动，功率随速度增大而增大，直至达到额定功率；第二段功率不变，速度增大，加速度减小的运动，直至加速度减小到零。第三段在额定功率下匀速运动，此时的速度即汽车能达到的最大速度。 思考一下：为什么要跟踪接近限制的量？ 例2：额定功率为80kW的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达20m/s,汽车质量为2×103kg 。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达2m/s2 。设运动过程中阻力大小不变，试求： （1）汽车运动时所受阻力f； （