機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)

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)車以恒定功率啟動(dòng)的過程（3）會(huì)用P Fv分析、計(jì)算和解釋現(xiàn)象2、過程與方法P=Fv，分析汽車的啟動(dòng)，注意知識(shí)的遷移。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：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。教學(xué)重難點(diǎn)：運(yùn)用公式P Fv分析機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)問題教學(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)車的功率指的是哪個(gè)力的功率？本節(jié)課我們專

2、門研究機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)的過程精彩文檔（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）（5分鐘）對(duì)機(jī)車等交通工具類問題，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）的牽引力，V為機(jī)車的瞬時(shí)速度即F出 F牽v，運(yùn)用功率定義和牛頓第二定律對(duì)機(jī)車啟動(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)汽車從靜止開始，保持牽引力的功率不變，假設(shè)在運(yùn)動(dòng)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(huì)減小，有根據(jù)牛頓第二定律a加速度減??；m當(dāng)F= Ff時(shí)

3、，加速度a = 0,此時(shí)速度最大，且vmax F F ;以后以速度做勻速直線運(yùn)F牽Ff動(dòng)，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(dāng)（1 = 0時(shí) 即r= r時(shí)保持啊勻再uj1查加速直取運(yùn)動(dòng)1勻速直線運(yùn)動(dòng)1這一過程的v-t關(guān)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(dòng)機(jī)做的功只能用W=Pt計(jì)算，不能用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，以額定功率行駛在平直公路上時(shí)的最大速度為vi = 12m/s ，開上每前進(jìn)20m升高

4、1m的斜坡時(shí)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(dòng)機(jī)的額定功率多大；(3)車沿該斜坡下行時(shí)可以達(dá)到的最大速度。解：設(shè)摩擦力為f,汽車功率為P,車沿坡下行時(shí)最大速度為V(1)設(shè)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(shí)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(shí)，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(jī)車在斜坡上以恒定功率啟動(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定，vF)根據(jù)牛頓第二定律aF f mg sinmFa當(dāng)f a 0, 即卩 F-f-mgsin=0 F f mg sin時(shí)速度達(dá)到最大下坡：P=Fv(P定，vF)根據(jù)牛頓第二定律aF mg sinfmFa當(dāng)f a 0, 即卩 F+mgsin-f=0F f mg sin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))公布答案精彩文檔課后作業(yè)閱讀課本56頁(yè)最后一段、57頁(yè)例題前面的內(nèi)容功率完成學(xué)案最后一題一輛電動(dòng)自行車的銘牌上給出

6、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)車型26 電動(dòng)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(dòng)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(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)車速為vi=1.0m/s時(shí)，人騎車的最大加速度。（1 ）由表可知，電機(jī)的額定電壓為Uo=4OV、額定電流為lo=3.5A，所以電機(jī)正常工作時(shí)輸入功率為 P入=U olo=14OW又因電機(jī)的輸出功率為 P出=120W，所以電機(jī)的效率為n= P 出/P 入=85.7%(2)行駛時(shí)所受阻力為k(M m)g,式中m為車的質(zhì)量當(dāng)達(dá)到最大速度Vm時(shí)，應(yīng)有P出= fVm所以最大速度VmP出/f 6.0m/