机车的两种启动方式探究机车的两种启动方式探究授课人：祁川授课人：祁川每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐 知识回顾：知识回顾：（1）如何求平均功率？）如何求平均功率？（2）如何求瞬时功率？）如何求瞬时功率？一、汽车以恒定的功率启动一、汽车以恒定的功率启动已知：汽车的质量已知：汽车的质量m，汽车的额定功率，汽车的额定功率Pm，阻力恒定为阻力恒定为f探究探究:1.汽车以恒定的功率启动时经历了几个汽车以恒定的功率启动时经历了几个过程？各过程遵循什么规律？过程？各过程遵循什么规律？2.该过程中速度该过程中速度v，牵引力，牵引力F，加速度，加速度a的变化的变化情况如何？情况如何？当当F= =F阻阻时，时，a0 ，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速vFvPamFF阻阻vmF阻阻P加速度加速度逐渐减小逐渐减小的的变加速变加速直线运动直线运动匀速匀速直直线运动线运动a0启动过程分析：启动过程分析：不断减小直到等于零不断减小直到等于零tt1oa不断减小，直到最小，不断减小，直到最小，且大小等于阻力且大小等于阻力tt1Ffo不断增大，直到不断增大，直到最大，并以最大最大，并以最大速度做匀速运动速度做匀速运动vvmtt1o(1)速度变化规律：速度变化规律：（3）加速度变化规律：）加速度变化规律：（2）牵引力的变化规律：）牵引力的变化规律：启动过程中速度、牵引力启动过程中速度、牵引力、加速度变化情况加速度变化情况例例1：质量为：质量为m=5103kg的汽车在水平路面上的汽车在水平路面上行驶，阻力是车重的行驶，阻力是车重的0.1倍，让汽车保持额定倍，让汽车保持额定功率功率Pm=60kw由静止开始运动，请回答以下由静止开始运动，请回答以下问题：问题：（1）经过时间）经过时间t1=1s，速度为，速度为v1=4m/s,求此时求此时的加速度的加速度a1=?（2）当汽车的加速度为）当汽车的加速度为a2=1m/s2时，求汽车时，求汽车的速度的速度v2=?（3）求汽车所能达到的最大速度）求汽车所能达到的最大速度vm=?(3)12m/s(1)2m/s2(2)6m/s练习练习1：质量为：质量为m的汽车由静止开始以恒定的功的汽车由静止开始以恒定的功率率P爬坡（足够长），斜坡的倾斜角为爬坡（足够长），斜坡的倾斜角为，汽车，汽车受到的摩擦阻力恒定为受到的摩擦阻力恒定为f，求汽车所能达到的最，求汽车所能达到的最大速度大速度vm=?练习练习2：假设质量为：假设质量为m的汽车在行驶时受到的阻的汽车在行驶时受到的阻力大小与其速度大小成正比，比例系数为力大小与其速度大小成正比，比例系数为k,即即f=kv,若汽车保持额定功率若汽车保持额定功率P行驶，则汽车所能行驶，则汽车所能达到的最大速度达到的最大速度vm=?P/(f+mgsin)二、汽车以恒定的加速度启动二、汽车以恒定的加速度启动已知：汽车的质量已知：汽车的质量m，汽车的额定功率，汽车的额定功率Pm,阻力阻力恒定恒定f,开始运动的一段时间内加速度恒定开始运动的一段时间内加速度恒定a0探究：汽车的实际功率探究：汽车的实际功率P，汽车的速度，汽车的速度v，汽，汽车受到的牵引力车受到的牵引力F，汽车的加速度，汽车的加速度a的变化情的变化情况况当当F= = F阻阻时，时，a0 ，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速FvP额额amFF阻阻vvmF阻阻P额额加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的变加速直线运动变加速直线运动匀速直匀速直线运动线运动amFF阻阻FvPF v当当P= = P额额时，保时，保持持P额额继续加速继续加速匀加速直线运动匀加速直线运动启动过程分析：启动过程分析：(1)实际功率的变化规律：实际功率的变化规律：先是与时间成正比先是与时间成正比变大，达到额定功变大，达到额定功率后保持不变率后保持不变t tP Pt t1 1t t2 2o oP P0 0（2）速度的变化规律）速度的变化规律先是先是均匀均匀变大，然后变大，然后非均匀非均匀变大，达到最变大，达到最大速度后保持大速度后保持不变不变t tt t1 1t t2 2o ov vv vm mv v1 1启动过程中实际功率、速度、加速度、牵引力变化情况启动过程中实际功率、速度、加速度、牵引力变化情况(3)加速度的变化规律：加速度的变化规律： 先保持不变，然先保持不变，然后不断减小，直到后不断减小，直到为零为零(4)牵引力的变化规律：牵引力的变化规律：先保持恒定，然后不先保持恒定，然后不断减小，和阻力等大断减小，和阻力等大后不再变化后不再变化t tt t2 2t t1 1f+maf+ma0 0f fo oF Ft tt t2 2t t1 1o oa a0 0a a例题例题2：质量为：质量为m=5103kg的汽车在水平路面的汽车在水平路面上行驶，阻力是车重的上行驶，阻力是车重的0.1倍，汽车的额定功倍，汽车的额定功率率Pm=60kw，让汽车以加速度，让汽车以加速度a0=1m/s2由静由静止开始运动，请回答以下问题：止开始运动，请回答以下问题：（1）求汽车所能达到的最大速度）求汽车所能达到的最大速度vm=?（2）求汽车做匀加速直线运动的最长时间？）求汽车做匀加速直线运动的最长时间？（3）求在）求在t1=2s 和和t2=7s时汽车的实际功率？时汽车的实际功率？（4）求速度为）求速度为v1=2m/s 和和v2=8m/s时汽车的时汽车的加速度？加速度？(1)12m/s(2)6s(3)20kw, 60kw(4)1m/s2, 0.5m/s2练习练习1.1.质量为质量为m = 4000kgm = 4000kg的卡车，额定输出功率为的卡车，额定输出功率为P=60 kWP=60 kW。当它从静止出发沿坡路前进时，每行驶。当它从静止出发沿坡路前进时，每行驶100 m100 m，升高，升高5m5m，所受阻力大小为车重的，所受阻力大小为车重的0.10.1倍，取倍，取g=10 m/sg=10 m/s2 2 . .试求：试求：(1)(1)卡车能否保持牵引力为卡车能否保持牵引力为8000 N8000 N不变在坡路不变在坡路上行驶？上行驶？(2)(2)卡车在坡路上行驶时能达到的最大速度为多大？卡车在坡路上行驶时能达到的最大速度为多大？这时牵引力为多大？这时牵引力为多大？(3)(3)如果卡车用如果卡车用4000 N4000 N牵引力以牵引力以12m/s12m/s的初速度上坡，的初速度上坡，到达坡顶时，速度为到达坡顶时，速度为4 m/s,4 m/s,那么卡车在这一段路程中那么卡车在这一段路程中的最大功率为多少？平均功率是多少？的最大功率为多少？平均功率是多少？练习练习2v(2009年高考上海卷年高考上海卷)质量为质量为5103 kg的汽车的汽车在在t0时刻速度时刻速度v010 m/s，随后以，随后以P6104 W的额定功率沿平直公路继续前进，的额定功率沿平直公路继续前进，经经72 s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为其大小为2.5103 N求：求：v(1)汽车行使的最大速度汽车行使的最大速度？v(2)汽车在汽车在72 s内经过的路程内经过的路程s.答案：答案：(1)24 m/s(1)24 m/s(2)1252 m(2)1252 m练习练习3v总结三个重要关系式：v（1）无论以那种方式启动，机车的最大速度都等于其匀速运动的速度，即v（2）机车以恒定加速度启动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大。即v（3）机车以恒定功率运行时，牵引力做的功v ，由动能定理： ,该公式用于求很定启动时的位移大小。