機(jī)車啟動(dòng)專題學(xué)案

1、機(jī)車啟動(dòng)專題學(xué)案一、教學(xué)目的：1、能正確計(jì)算常見情況下各力的平均功率和瞬時(shí)功率。2、能正確分析機(jī)車的起動(dòng)過程。二、重點(diǎn)難點(diǎn)：1、恒定牽引力起動(dòng)過程的分析。2、額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別和聯(lián)系。三、教學(xué)方法：練習(xí)、討論、講授四、教學(xué)過程：(一) 溫故知新1.功率的定義：_ 。2.功率的物理意義：_ 。3.功率的 定義式 ： P。 （ 1）功率與速度的關(guān)系：。（2）若 v 為平均速度 , 則 P 表示 _功率；若 v 為瞬時(shí)速度 , 則 P 表示 _功率；一般（ 1）式常用于求解平均功率（ 2）式常用于求解瞬時(shí)功率4. 額定功率：機(jī)車正常工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大功率；5. 實(shí)際功率：機(jī)車工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)

2、際輸出的功率P實(shí)F牽 v （注意：牽引力與速度同方向）（二）自主探究問題： 當(dāng)機(jī)車的功率一定時(shí)，若機(jī)車的速度在增加，則機(jī)車的加速度是如何變化的呢？機(jī)車將做怎樣的運(yùn)動(dòng)？本節(jié)就研究這一問題。（三）領(lǐng)悟整合汽車啟動(dòng)可分為兩類:一類以恒定功率啟動(dòng)，另一類以恒定加速度啟動(dòng)。1、機(jī)車以恒定功率起動(dòng)情況：1P 一定，速度 v 變大，牽引力 F 變小，加速度 a 變小，當(dāng) a0 時(shí)，速度 v 不變，機(jī)車勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)牽引力 FF f，而速度達(dá)最大 vmP。這個(gè)動(dòng)態(tài)過程簡(jiǎn)圖如下：Ffv=F f當(dāng) a=0 時(shí)，F(xiàn)=f,速度達(dá)a到最大值 vm.保持 vm 勻速運(yùn)動(dòng)F =P/vm這一起動(dòng)過程的V-t 圖如圖所示：VO

3、t在恒定功率啟動(dòng)過程中，汽車的運(yùn)動(dòng)具有以下特點(diǎn)：（ 1）機(jī)車在啟動(dòng)過程中先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)變小，當(dāng)牽引力等于，汽車開始以最大速度做運(yùn)動(dòng)。（ 2）機(jī)車啟動(dòng)過程中的功率始終等于汽車的。（ 3）機(jī)車的牽引力F 和阻力 F f始終滿足牛頓第二定律。（ 4）機(jī)車的牽引力F 和瞬時(shí)速度 v 始終滿足 P。（ 5）在啟動(dòng)過程結(jié)束時(shí)，因?yàn)闋恳妥枇ζ胶?，此時(shí)有。2、機(jī)車以恒定加速度 a 起動(dòng)情況：a 一定時(shí)， F 也一定， P 隨 v 增大而增大，當(dāng)P 達(dá)到額定功率 P額 后， F 、 a 不能維持不變，開始減小，但還有加速度，速度還要繼續(xù)增大，直到a 0 ， v 達(dá)到最大 vmP。F f這

4、個(gè)動(dòng)態(tài)過程簡(jiǎn)圖如下：當(dāng) P=P= Ff當(dāng) a=0 時(shí)， F=f,速度保持a 定=（ F 定 -f ）/m額時(shí)aV m勻達(dá)到最大值 V m.V ， P=FVF =P額/V， Vm速運(yùn)動(dòng)這一起動(dòng)過程的 vt 圖如圖所示：2vvmOv0Ot0tOO這一過程啟動(dòng)具有以下特點(diǎn)：（1）機(jī)車啟動(dòng)過程中經(jīng)歷了兩個(gè)階段：一是，二是，最終。（ 2）機(jī)車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段，機(jī)車的瞬時(shí)速度v，勻加速所能達(dá)到的最大速度 v0，勻加速所能維持的時(shí)間t 0。（ 3）機(jī)車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段，機(jī)車的瞬時(shí)功率P。（ 4）機(jī)車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段結(jié)束時(shí)，瞬時(shí)功率等于額定功率，即P=（ 5）機(jī)車在進(jìn)入變加速階段功率恒為，進(jìn)入勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽

5、引力和阻力平衡，P=。討論： 機(jī)車的運(yùn)動(dòng)公式中，F(xiàn) f 代表機(jī)車所受的阻力，探究F f 是否指摩擦力，還是其它的力？【例題】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P60kW ，汽車質(zhì)量m=5.0×103kg，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重0.1 倍，試問：汽車保持額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少？汽車從靜止開始，保持以a=0.5m/s2 的加速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過程維持多長(zhǎng)時(shí)間？3（四）課堂練習(xí)1、汽車由靜止起動(dòng)即以加速度a 作勻加速運(yùn)動(dòng)， 則汽車達(dá)到額定功率時(shí)，汽車的速度：（）A 同時(shí)達(dá)到最大值；B 還沒有達(dá)到最大值；C在沒有達(dá)到額定功率前達(dá)到最大值；D 此后保持不變。2、質(zhì)量

6、為m=2.0 ×103kg 的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力功率為P=30kW ，在水平公路上能達(dá)到的最大速度 vm=15m/s，當(dāng)汽車的速度為v=10m/s 時(shí)加速度為多大？（五）課堂小結(jié)1、機(jī)車以恒定功率起動(dòng)情況：P 一定，速度v 變大，加速度a 變小，當(dāng) a=0 時(shí)， v 不變，機(jī)車勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)牽引力F=f 阻，而 V m=P 額/f 阻 。2、機(jī)車以恒定加速度a 起動(dòng)情況： a 一定時(shí)， F 也一定， P 隨 V 增大而增大，當(dāng) P 達(dá)到額定功率P 額 后， F、 a 不能維持不變，開始減小，但速度還要增大，直到a=0，V 達(dá)到最大 Vm=P 額 /f.（六）達(dá)標(biāo)測(cè)試1、飛機(jī)在飛行時(shí)受到的空氣阻力與速率的平方成正比。若飛機(jī)以速率V 勻速飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為 P，則當(dāng)飛機(jī)以速率 nV 勻速飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為：（） np 2np n2p n3p。3、質(zhì)量為 105