专题：机车启动问题ppt课件

1、12类型类型1 1：机车以恒定功率：机车以恒定功率 P 启动启动PF v发动机的实际功发动机的实际功率率发动机的牵引力发动机的牵引力机车的瞬时速度机车的瞬时速度当当F= =F阻阻时，时，a0 ，v达到最大达到最大 保持保持 vm匀速匀速vFvPamFF阻阻vmF阻阻P加速度逐渐减小的变加速直加速度逐渐减小的变加速直线运动线运动匀速直线运匀速直线运动动3vm机车以恒定功率启动的机车以恒定功率启动的v t 图图 先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直做匀速直线运动。线运动。vmF阻阻Pvt04例例1 1：质量为：质量为m m=5=51

2、0103 3 kg kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.10.1倍倍. .让车保持额定功率为让车保持额定功率为60 kW,60 kW,从静止开始行驶，从静止开始行驶， （g g取取10 m/s10 m/s2 2）求：）求：（1 1）汽车达到的最大速度）汽车达到的最大速度v vmaxmax; ;（2 2）汽车车速）汽车车速v v1 1=2 m/s=2 m/s时的加速度时的加速度. .5【思路点拨思路点拨】汽车的功率即为牵引力的功率，则汽车的功率即为牵引力的功率，则P=Fv，当，当F=F阻阻时，时，速度为速度为vmax；当汽车以额定功率启动时；当汽车以额

3、定功率启动时P=P0不变，可由不变，可由 求解不求解不同速度对应的牵引力同速度对应的牵引力.【解析解析】（1）由）由P=Fv=F阻阻vmax得：得：（2）由）由P=Fv得得F=P/v,当当v1=2 m/s时，时，0PFv3max360 10m/s12 m/s.0.1 5 1010PvPFmg 阻阻341160 10 N3 10 N,2PFv6由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F1-F阻阻=ma,所以所以【答案答案】（1）12 m/s（2）5 m/s2【点评点评】机车以额定功率启动时，其运动可分为两个过程：第一个机车以额定功率启动时，其运动可分为两个过程：第一个过程是加速度逐渐减小的变加速直线运动

4、，第二个过程就是匀速直过程是加速度逐渐减小的变加速直线运动，第二个过程就是匀速直线运动线运动.4322133 100.1 5 1010 m/s5 m/s .5 10Fmgam 7类型类型2 2：机车以恒定加速度：机车以恒定加速度 a 启动启动当当F= = F阻阻时，时，a0 ，v达到最大达到最大 保持保持 vm匀速匀速FvP额额amFF阻阻vvmF阻阻P额额加速度逐渐减小的变加速直加速度逐渐减小的变加速直线运动线运动匀速直线运匀速直线运动动amFF阻阻FvPF v当当P= = P额额时，保持时，保持P额额继继续加速续加速匀加速直线运动匀加速直线运动8机车以恒定加速度启动的机车以恒定加速度启动的

5、v t 图图 先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度终以速度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。vt0vmF阻阻P额额vm9例例2：质量为：质量为m=4.0103 kg的汽车，发动机的额定功率为的汽车，发动机的额定功率为P=40 kW，汽车，汽车从静止开始以从静止开始以a=0.5 m/s2的加速度行驶，所受阻力的加速度行驶，所受阻力F阻阻=2.0103 N，则汽车，则汽车匀加速行驶的最长时间为多少？汽车可能达到的最大速度为多少？匀加速行驶的最长时间为多少？汽车可能达到的最大速度为多少？10【思路点拨思路点拨】汽

6、车从静止开始的加速运动可以分为两个阶段汽车从静止开始的加速运动可以分为两个阶段.第一阶段中，汽车从静止开始，以恒定加速度第一阶段中，汽车从静止开始，以恒定加速度a作匀加速直线运动作匀加速直线运动.在这一个阶段中，汽车发动机的牵引力为恒力，即在这一个阶段中，汽车发动机的牵引力为恒力，即F=ma+F阻阻，这，这里里F阻阻为运动中受到的大小恒定的阻力为运动中受到的大小恒定的阻力.由于发动机功率由于发动机功率P=Fv=(ma+F阻阻)v,汽车的速度从零逐渐增大，所以发动机的功率是汽车的速度从零逐渐增大，所以发动机的功率是从零逐渐增大到额定功率从零逐渐增大到额定功率.11第二阶段中，由于发动机的功率已经

7、达到最大值，随着运动速度第二阶段中，由于发动机的功率已经达到最大值，随着运动速度不断增大，牵引力逐渐变小，汽车的加速度也随之变小不断增大，牵引力逐渐变小，汽车的加速度也随之变小.这一阶段这一阶段中汽车加速度逐渐减小而速度仍不断增大中汽车加速度逐渐减小而速度仍不断增大.当发动机的牵引力等于当发动机的牵引力等于阻力时，汽车有最大速度阻力时，汽车有最大速度.12【解析解析】设汽车匀加速行驶时，汽车发动机牵引力为设汽车匀加速行驶时，汽车发动机牵引力为F，则根据，则根据牛顿第二定律牛顿第二定律F-F阻阻=ma得得F=ma+F阻阻=4.01030.5 N+2.0103 N=4.0103 N，设汽车匀加速运动过程的末速度为设汽车匀加速运动过程的末速度为v,由由P=Fv得得根据运动学公式根据运动学公式v=at,有有3340 10m/s10m/s4.0 10PvF10s20 s0.5vta13当汽车加速度为零时，汽车有最大速度当汽车加速度为零时，汽车有最大速度vmax,此时，牵引力此时，牵引力F=F阻阻，则则【答案答案】20 s 20 m/s【点评点评】把汽车在匀加速