8.3.3 课件：机车启动问题.pptx

机车启动问题

情境导入帅气的跑车总是让一些男生着迷，当汽车在牵引力的作用下，克服一定阻力，最后达到最大速度的过程，在物理上可以视为机车启动模型，你知道有哪些启动情形吗？

知识海洋恒定功率启动想一想：在汽车功率不变的情况下，汽车做什么运动呢？加速度减小的加速直线匀速速度达到最大，匀速F牵F阻F牵F阻F牵v

知识海洋恒定加速度启动想一想：如何汽车启动时加速度恒定，会一直做匀加速直线运动吗？vPF牵F阻F阻F牵P=P额匀加速直线a减小的加速匀速vF牵

应用探究例.某汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。(g取10m/s2)(1)若汽车以额定功率启动，则当汽车速度达到5m/s时，其加速度是多少？(2)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，其匀加速过程能维持时间多长？分析：恒定功率启动过程中，当汽车速度在5m/s时汽车处于什么运动状态呢？当牵引力等于阻力时，汽车速度最大，由：所以汽车此时处于加速状态匀加速结束时汽车的运动有什么特征呢？你会想到用什么样的方法去求解匀加速的时间呢？

应用探究解：(1)将速度等于5m/s代入，可得：a=1.4m/s2(2)当匀加速结束时，汽车功率达到额定功率，此时有：而v=at所以t=16s例.某汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。(g取10m/s2)(1)若汽车以额定功率启动，则当汽车速度达到5m/s时，其加速度是多少？(2)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，其匀加速过程能维持时间多长？

应用探究想一想：刚才例题中可以求解匀加速的运动时间，可是在两种启动情形中还有一段变加速运动，你会求解这段运动的时间吗？分析：此阶段虽然运动学角度不易求解，但根据这一过程中功率恒定，可以使用动能定理来求解：

应用探究分析：达到最大行驶速度就是匀速运动的开始，此时牵引力等于阻力。从静止开始到匀速为变加速阶段，故此应该使用动能定理。例.一辆汽车质量为40t，以恒定的功率从静止开始启动，经20s到达最大行驶速度15m/s，设汽车所受阻力为车重0.05倍，求汽车从静止到恰好开始匀速运动所通过的路程？

应用探究例.一辆汽车质量为40t，以恒定的功率从静止开始启动，经20s到达最大行驶速度15m/s，设汽车所受阻力为车重0.05倍，求汽车从静止到恰好开始匀速运动所通过的路程？所以：x=27.75m对此过程使用动能定理得：解：由题意可知：

模型迁移：机车启动问题不只是汽车的启动，电动机的启动做功问题也可以参照该模型分析。应用探究θvαv船v

课堂小结1.无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即(式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力F阻)。2.机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即。3.机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W＝Pt。由动能定理：Pt－F阻x＝ΔEk，此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小。