8.3.3 課件：機車啟動問題

機車啟動問題情境導入帥氣的跑車總是讓一些男生著迷，當汽車在牽引力的作用下，克服一定阻力，最后達到最大速度的過程，在物理上可以視為機車啟動模型，你知道有哪些啟動情形嗎？知識海洋恒定功率啟動想一想：在汽車功率不變的情況下，汽車做什么運動呢？加速度減小的加速直線勻速速度達到最大，勻速F牽F阻F牽F阻F牽v知識海洋恒定加速度啟動想一想：如何汽車啟動時加速度恒定，會一直做勻加速直線運動嗎？vPF牽F阻F阻F牽P=P額勻加速直線a減小的加速勻速vF牽應用探究例.某汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，汽車質(zhì)量為5t，汽車在運動中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍。(g取10m/s2)(1)若汽車以額定功率啟動，則當汽車速度達到5m/s時，其加速度是多少？(2)若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動，其勻加速過程能維持時間多長？分析：恒定功率啟動過程中，當汽車速度在5m/s時汽車處于什么運動狀態(tài)呢？當牽引力等于阻力時，汽車速度最大，由：所以汽車此時處于加速狀態(tài)勻加速結(jié)束時汽車的運動有什么特征呢？你會想到用什么樣的方法去求解勻加速的時間呢？應用探究解：(1)將速度等于5m/s代入，可得：

a=1.4m/s2(2)當勻加速結(jié)束時，汽車功率達到額定功率，此時有：而v=at所以t=16s例.某汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，汽車質(zhì)量為5t，汽車在運動中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍。(g取10m/s2)(1)若汽車以額定功率啟動，則當汽車速度達到5m/s時，其加速度是多少？(2)若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動，其勻加速過程能維持時間多長？應用探究想一想：剛才例題中可以求解勻加速的運動時間，可是在兩種啟動情形中還有一段變加速運動，你會求解這段運動的時間嗎？分析：此階段雖然運動學角度不易求解，但根據(jù)這一過程中功率恒定，可以使用動能定理來求解：應用探究分析：達到最大行駛速度就是勻速運動的開始，此時牽引力等于阻力。從靜止開始到勻速為變加速階段，故此應該使用動能定理。例.一輛汽車質(zhì)量為40t，以恒定的功率從靜止開始啟動，經(jīng)20s到達最大行駛速度15m/s，設(shè)汽車所受阻力為車重0.05倍，求汽車從靜止到恰好開始勻速運動所通過的路程？應用探究例.一輛汽車質(zhì)量為40t，以恒定的功率從靜止開始啟動，經(jīng)20s到達最大行駛速度15m/s，設(shè)汽車所受阻力為車重0.05倍，求汽車從靜止到恰好開始勻速運動所通過的路程？所以：x=27.75m對此過程使用動能定理得：解：由題意可知：模型遷移：機車啟動問題不只是汽車的啟動，電動機的啟動做功問題也可以參照該模型分析。應用探究θvαv船v課堂小結(jié)1.無論哪種啟動過程，機車的最大速度都等于其勻速運動時的速

度，即

(式中Fmin為最小牽引力，其值等于阻力F阻)。2.機車以恒定加速度啟動的運動過程中，勻加速過程結(jié)束時，功率

最大，速度不是最大，即<。3.機車以恒