機車以恒定功率啟動

1、7.3 功率（第二課時）王亞琪教學目標1、知識與技能（1 ）進一步理解功率的概念（2）明確機車以恒定功率啟動的過程（3）會用P Fv分析、計算和解釋現(xiàn)象2、過程與方法P=Fv，分析汽車的啟動，注意知識的遷移。3、情感、態(tài)度與價值觀：感知功率在生活中的實際應用，提高學習物理科學的價值觀。教學重難點：運用公式P Fv分析機車以恒定功率啟動問題教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。教學工具：投影儀、學案49。教學過程：（一）復習引入知識回顧1、功率的物理意義2、計算平均功率的公式？計算瞬時功率的公式？各個公式的適用范圍是什么？3、機車的功率指的是哪個力的功率？本節(jié)課我們專

2、門研究機車以恒定功率啟動的過程精彩文檔（二）進行新課 （學生活動）學生閱讀學案導讀部分內(nèi)容（5分鐘）小組討論學案導思部分內(nèi)容（10分鐘）（教師總結(jié)并板書）（5分鐘）對機車等交通工具類問題，應明確P Fv中，P為發(fā)動機的實際輸出功率，機車正常行駛中實際功率小于或等于其額定功率；F為發(fā)動機（或機車）的牽引力，V為機車的瞬時速度即F出 F牽v，運用功率定義和牛頓第二定律對機車啟動的兩種不同情況進行動力學分析。（1 ）以恒定功率啟動汽車從靜止開始，保持牽引力的功率不變，假設在運動過程中汽車所受的阻力Ff也不變；隨速度V的增大，根據(jù)F出F牽v牽引力會減小，有根據(jù)牛頓第二定律a加速度減??；m當F= Ff時

3、，加速度a = 0,此時速度最大，且vmax F F ;以后以速度做勻速直線運F牽Ff動，其過程可由下面的框圖表示：框圖中Ff用F表示1 舷 tz f1T 1當（1 = 0時 即r= r時保持啊勻再uj1查加速直取運動1勻速直線運動1這一過程的v-t關系可由下圖表示。由上可知恒定功率的加速一定不是勻加速.這種加速過程發(fā)動機做的功只能用W=Pt計算，不能用W=Fs計算(因為牽引力 F為變力).目標檢測(學生活動)小組討論學案例1、例2不同代表投影演示(10-15分鐘)教師點撥總結(jié)質(zhì)量為m=1000kg 的小汽車，以額定功率行駛在平直公路上時的最大速度為vi = 12m/s ，開上每前進20m升高

4、1m的斜坡時最大速度 v2=8m/s。假定任何情況下車所受摩擦阻力大小均相等，2g 取 10m/s，求：(1 )摩擦力的大?。?2 )汽車發(fā)動機的額定功率多大；(3)車沿該斜坡下行時可以達到的最大速度。解：設摩擦力為f,汽車功率為P,車沿坡下行時最大速度為V(1)設山坡夾角為B,則sin 0=1/201重力沿斜面分力為 G1=mgsin =1000 10=500N ,20根據(jù)平路上和上坡時都是額定功率fV1 =(f+G 1)V2代入數(shù)據(jù)解得f=1000N(2) p=fV 1 = 1000 12=12000W(3) 下行時，摩擦力反方向沿斜面向上牽引力為F=f-G1(f-G1) V=P代入數(shù)據(jù)得

5、 V=24m/s總結(jié)：機車在斜坡上以恒定功率啟動分兩種情況(與平直公路區(qū)別在于加速度方向多了一個重力的分力)關鍵還是受力分析。上坡：P=Fv(P定，vF)根據(jù)牛頓第二定律aF f mg sinmFa當f a 0, 即卩 F-f-mgsin=0 F f mg sin時速度達到最大下坡：P=Fv(P定，vF)根據(jù)牛頓第二定律aF mg sinfmFa當f a 0, 即卩 F+mgsin-f=0F f mg sin時速度達到最大。課堂練習(學生活動)學生自主完成學案導練1、2(教師活動)公布答案精彩文檔課后作業(yè)閱讀課本56頁最后一段、57頁例題前面的內(nèi)容功率完成學案最后一題一輛電動自行車的銘牌上給出

6、了如下的技術參數(shù)表規(guī)格后輪驅(qū)動直流永磁轂電機車型26 電動自行車額定輸出功率120W整車質(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的人騎此電動自行車沿平直公路行駛，所受阻力f恒為車和人總重的k=0.20倍。取g=10m/s 2，求：（1）此車永磁轂電機在額定電壓下正常工作的效率。（2）僅在永磁轂電機以額定功率提供動力的情況下，人騎車行駛的最大速度。（3 ）僅在永磁轂電機以額定功率提供動力的情況下，當車速為vi=1.0m/s時，人騎車的最大加速度。（1 ）由表可知，電機的額定電壓為Uo=4OV、額定電流為lo=3.5A，所以電機正常工作時輸入功率為 P入=U olo=14OW又因電機的輸出功率為 P出=120W，所以電機的效率為n= P 出/P 入=85.7%(2)行駛時所受阻力為k(M m)g,式中m為車的質(zhì)量當達到最大速度Vm時，應有P出= fVm所以最大速度VmP出/f 6.0m/