機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)要點(diǎn)

1、7.3 功率（第二課時(shí)）王亞琪教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）進(jìn)一步理解功率的概念（2）明確機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)的過(guò)程（3）會(huì)用P = Fv分析、計(jì)算和解釋現(xiàn)象2、過(guò)程與方法P=Fv,分析汽車(chē)的啟動(dòng)，注意知識(shí)的遷移。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：感知功率在生活中的實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)物理科學(xué)的價(jià)值觀(guān)。教學(xué)重難點(diǎn)：運(yùn)用公式P = Fv分析機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)問(wèn)題教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具：投影儀、學(xué)案49。教學(xué)過(guò)程：（一）復(fù)習(xí)引入知識(shí)回顧1、功率的物理意義2、計(jì)算平均功率的公式？計(jì)算瞬時(shí)功率的公式？各個(gè)公式的適用范圍是什么？3、機(jī)車(chē)的功率指的是哪個(gè)力的功率？本節(jié)課

2、我們專(zhuān)門(mén)研究機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)的過(guò)程（二）進(jìn)行新課（學(xué)生活動(dòng)）學(xué)生閱讀學(xué)案導(dǎo)讀部分內(nèi)容（5分鐘）小組討論學(xué)案導(dǎo)思部分內(nèi)容（10分鐘）（教師總結(jié)并板書(shū)）（5分鐘）對(duì)機(jī)車(chē)等交通工具類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)明確P=Fv中，P為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率，機(jī)車(chē)正常行駛中實(shí)際功率小于或等于其額定功率；F為發(fā)動(dòng)機(jī)（或機(jī)車(chē)）的牽引力，V為機(jī)車(chē)的瞬時(shí)速度即2=5牽V,運(yùn)用功率定義和牛頓第二定律對(duì)機(jī)車(chē)啟動(dòng)的兩種不同情況進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。（1）以恒定功率啟動(dòng)汽車(chē)從靜止開(kāi)始，保持牽引力的功率不變，假設(shè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)所受的阻力Ff也不變；隨速度v的增大，根據(jù) & =5牽v牽引力會(huì)減小，有根據(jù)牛頓第二定律a = F牽匕加速度減小;

3、mP P當(dāng)F= Ff時(shí)，加速度a=0,此時(shí)速度最大，且 vmax =匚=匚；以后以速度域:做勻速直線(xiàn)運(yùn) F牽 Ff動(dòng)，其過(guò)程可由下面的框圖表示：框圖中Ff用F表示變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)這一過(guò)程的v-t關(guān)系可由下圖表示。W=Pt計(jì)算，不能由上可知恒定功率的加速一定不是勻加速.這種加速過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用 用W=Fs計(jì)算(因?yàn)闋恳?F為變力).目標(biāo)檢測(cè)(學(xué)生活動(dòng))小組討論學(xué)案例1、例2不同代表投影演示(10-15分鐘)教師點(diǎn)撥總結(jié)質(zhì)量為m=1000kg的小汽車(chē)，以額定功率行駛在平直公路上時(shí)的最大速度為v1=12m/s ,開(kāi)上每前進(jìn)20m升高1m的斜坡時(shí)最大速度 v2=8m/s。假定任何情況

4、下車(chē)所受摩擦阻力大小均相等，一_ _. 2g 取 10m/s ,求：(1)摩擦力的大??；(2)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率多大；(3)車(chē)沿該斜坡下行時(shí)可以達(dá)到的最大速度。解：設(shè)摩擦力為f,汽車(chē)功率為P,車(chē)沿坡下行時(shí)最大速度為V(1)設(shè)山坡夾角為依則sin 0 =1/201重力沿斜面分力為 G1=mgsin日=1000 M10M - =500N ,20根據(jù)平路上和上坡時(shí)都是額定功率fV1=(f+G1)V2代入數(shù)據(jù)解得f=1000N(2) P=fV1 = 1000 M 12=12000W(3)下行時(shí)，摩擦力反方向沿斜面向上牽引力為F=f-Gi(f-Gi) V=P代入數(shù)據(jù)得 V=24m/s總結(jié)：機(jī)車(chē)在斜坡上

5、以恒定功率啟動(dòng)分兩種情況(與平直公路區(qū)別在于加速度方向多了一個(gè)重力的分力)關(guān)鍵還是受力分析。上坡：P=Fv ( P一定，v = F J)根據(jù)牛頓第二定律 a = F - f -mgsin6 ,mFa J當(dāng)a =0,即F-f-mgsin日=0= F = f +mgsin日時(shí) 速度達(dá)到最大下坡：P=Fv ( P一定，v = F J)根據(jù)牛頓第二定律 a = F +mgsin" - f mF J=a J當(dāng)a=0,即F+mgsin日-f=0= F = f mgsin日時(shí)速度達(dá)到最大。課堂練習(xí)(學(xué)生活動(dòng))學(xué)生自主完成學(xué)案導(dǎo)練1、2(教師活動(dòng))公布答案課后作業(yè)閱讀課本56頁(yè)最后一段、57頁(yè)例題前

6、面的內(nèi)容功 率完成學(xué)案最后一題一輛電動(dòng)自行車(chē)的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁轂電機(jī)車(chē)型26電動(dòng)自行車(chē)額定輸出功率120W整車(chē)質(zhì)量30kg額定電壓40V最大載重120kg額定電流3.5A質(zhì)量為M=70kg的人騎此電動(dòng)自行車(chē)沿平直公路行駛，所受阻力f恒為車(chē)和人總重的k=0.20倍。取2 g=10m/s ,求：(1)此車(chē)永磁轂電機(jī)在額定電壓下正常工作的效率。(2)僅在永磁轂電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下，人騎車(chē)行駛的最大速度。(3)僅在永磁轂電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下，當(dāng)車(chē)速為v1.0m/s時(shí)，人騎車(chē)的最大加速度。(1)由表可知，電機(jī)的額定電壓為U0=40V、額定電流為Io=3.5A,所以電機(jī)正常工作時(shí)輸入功率為 PvUoI 0=140W又因電機(jī)的輸出功率為 P出=120VV所以電機(jī)的效率為刀=p 出/P 入=85.7%(2)行駛時(shí)所受阻力為f =k(M +m)g，式中出車(chē)的質(zhì)量當(dāng)達(dá)到最大速度vm時(shí)，應(yīng)有P*fVm所以最大速度vm = P出/