人教版高中物理必修第2册 机车启动问题分析导学案.docVIP

导学案

1.课题名称：人教版高一年级物理必修2第八章机械能守恒定律

机车启动问题分析

2.学习任务：

（1）知道机车启动的两种方式；

（2）会分析机车启动过程中机车功率、牵引力、阻力与速度、加速度的关系；

（3）掌握求解机车启动时的两种方式的方法和解题思路。

3.学习准备：

准备笔记本、草稿纸，边观看边做记录。

4.学习方式和环节：

复习→提出问题→理论探究→反馈提升

【复习】

（1）功率是反映____________________的物理量。

（2）平均功率的公式：____________________

（3）瞬时功率的公式：____________________

一、机车车启动过程分析

启动过程，机车所受阻力恒定。

分析两个关系：发动机的功率________________________

牛顿第二定律________________________

1．机车以恒定功率启动：

(1)启动过程图示

P

P额恒定

v↑

P额=F牵v

F牵-f=ma

当F=f时：

a=0，达vm

保持vm

匀速运动

加速度减小的加速运动

v

v

t

0

(2)画出汽车以恒定功率启动的v-t图像

2．机车以加速度（牵引力）启动：

(1)启动过程图示

F

F牵恒定

v↑

P=F牵v

F牵-f=ma

达P额时

vm?vm

保持vm

匀速运动

保持P额

v↑

当F牵=f时

达vm

匀加速运动

加速度减小的加速运动

v

v

t

0

(2)画出汽车以恒定功率启动的v-t图像

例、汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2，问：

（1）汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？

（2）以额定功率启动，汽车在加速过程中，当速度大小为4m/s时，加速度是多大？

（3）汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速运动，这一过程能维持多长时间？

解：

（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，即：v

（2）速度为4m/s的牵引力为F，则：F=Pv

由牛顿第二定律F-f=ma可得：

a

（3）由牛顿第二定律F′-f=ma′可得：

F′=ma′+f=5000×0.5+0.1×5000×10N=7500N

匀加速获得的速度为：v

加速时间为：t=va

【课堂反馈】

一汽车在平直公路上行驶，它受到的阻力大小不变。若发动机的功率保持恒定，汽车在加速行驶的过程中，它的牵引力F和加速度a的变化情况是（??????）

A、F逐渐减小，a也逐渐减小??????????B、F逐渐增大，a逐渐减小

C、F逐渐减小，a逐渐增大????????????D、F逐渐增大，a也逐渐增大

质量为m的汽车起动后沿平直路面行驶。如果汽车发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为v，则当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度大小为（??????）

A． B． C． D．

在倾角正弦值为的斜坡上，一辆汽车以恒定的功率行驶，汽车所受的摩擦阻力等于车重的，若车匀速上坡时的速率为v，则它匀速下坡时速率为（）

A．v B．3v C．v D．与v无关

一辆质量为5×103kg的汽车，额定功率为60kW。现让汽车保持额定功率的水平路面上从静止开始启动，运动中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍，求：（g=10m/s

（1）汽车行驶中能达到的最大速度。

（2）汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度；

（3）汽车从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

【课堂反馈】答案：

1．A；

2．C

3．B；

4．（1）12m/s（2）6m/s；（3）6s