机车以恒定牵引力启动

1、实用标准文案7.3功率 （第三课时）王亚琪教学目标1 、知识与技能（ 1 ）进一步理解功率的概念（ 2 ）明确机车以恒定加速度启动的过程（ 3 ）会用 P Fv 分析、计算和解释现象2 、过程与方法P=Fv ，分析汽车的启动，注意知识的迁移。3 、情感、态度与价值观：感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。教学重难点： 运用公式 P Fv 和牛顿第二定律 F ma 分析机车以恒定加速度启动问题教学方法： 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学工具： 投影仪、学案 50 。教学过程：(一 ) 直接引入上节课我们学习了机车以恒定功率启动的过程，找一位学生复述这一

2、过程各个物理量的变化关系。（ P、 v、 F、 a ）本节课我们专门研究机车以恒定功率启动的过程（二）进行新课精彩文档实用标准文案（学生活动）学生阅读学案导读部分内容（5 分钟）小组讨论学案导思部分内容（5 分钟）（教师总结并板书） （ 10 分钟）（ 2 ）以恒定加速度启动由 aF牵Ff 知，保持 a 不变，则牵引力 F牵 也不变，而由P F牵 v 知，随着速度 v 的增大，m机车输出的功率增大，但任何机械输出的功率都是有限的，故机车的输出功率达到额定功率后将保持不变，以后速度虽继续增大，但并非做匀加速直线运动，因为F牵 会变小，当 F Ff 时，机车就以 vmaxPP 做匀速直线运动。由以

3、上分析可知，车能保持加速度恒定运动一段时间，F牵Ff以后加速度将减小直至为零，其过程可由下面的框图表示：这一过程的v-t 关系可由下图表示。精彩文档实用标准文案教师强调VmaxP注意：当机车以恒定的加速度启动时，机车做匀加速直线运动的最大速度，要F fma小于机车的最大速度 VmaxP 。Ff由上可知，恒定牵引力的加速，即匀加速运动时，功率一定不恒定.这种加速过程发动机做的功只能用 W=F s 计算，不能用W=P t 计算（因为P 为变功率）规律总结： 在 PFv 中，当牵引力F 一定时， P 与速度 v 成正比。即速度越大，所需功率越大；例如起重机起吊同一重物以不同速度匀速上升，输出功率不同

4、，速度越大，起重机输出功率越大。当输出功率P 一定时， F 与速度 v 成反比。即速度越小，牵引力越大；例如当汽车发动机输出功率一定时， 上坡时由于要增大牵引力，司机就只能用换挡的办法减小速度以获得较大的牵引力当速度 v 一定时， P 与 F 成正比。即功率越大，其牵引力越大；例如汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。目标检测精彩文档实用标准文案（学生活动）小组讨论学案例1、例 2不同代表投影演示（10-15分钟）教师点拨总结例 1、额定功率为 80kW的汽车， 在平直的公路上行驶的最大速度是20m/s ，汽车的质量为2t ，如果汽车从静止开始运动

5、做匀速直线运动，加速度大小为2 m/s 2 ，运动过程中阻力不变，求：（ 1 ）汽车所受的恒定阻力大小；（ 2 ） 3S 末汽车的瞬时功率； 6s 末汽车的瞬时功率（ 3 ）经过多长时间汽车功率达到额定值。解：依题意 :当汽车达到最大速度时 ,F 牵=f则 :P 额=fv m得 : fp额4103 Nvm(2) 在匀加速阶段 : 依牛顿第二定律有: F牵 f ma得: F牵fma8 103N当汽车达到额定功率时:P额=F牵 v得 : vp额p额10m / sF牵fma代入得 :VP额5st( fma)aa说明 3S末汽车处于匀加速阶段,则 :t=3s时 ,v=at=6m/sP 额 =F 牵 v

6、=48Kw6s 末汽车的瞬时功率为80Kw(3)依(2)可得VP额s: t( fma)a5a例 2、某汽车发动机的额定功率P6.0 104 W ,汽车的质量为 m5 103 kg ，该汽车在水平路面上沿直线行驶时，阻力是车重的0.1 倍，（ g 取 10 m / s2 ）试求精彩文档实用标准文案（ 1 ）汽车保持额定功率的大小从静止启动后能达到的最大速度是多少？（ 2 ）若汽车从静止开始且保持以 a=0.5 m / s2 的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？解： P = 60000Wm = 5000kgf = 0.1mga = 1m/s2（ 1 ）、以恒定功率启动，随着速度的增大牵引力减小，当牵引力减小到与阻力相等时，加速度减为零，这时速度达到最大值F=f=0.1mg=5000NvmaxPP60000 m / s12m / sFf5000(2) 、以牵引力方向为正方向(在有关矢量计算中一定要注意方向问题)f = 0.1 5000kg 10m/s2 = 5000N根据 F 合 ma（这一步是最容易出错的）F+f maF + ( 5000N) 5000kg 0.5m/s 2F= 7500N根据 P = Fv（此时功率达到最大）60000W = 7500Nvv = 8m/s根据 v = at( 原公式应为vt =v 0+at ，因初速度为零故