机车以恒定功率启动要点

1、7.3 功率（第二课时）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）明确机车以恒定功率启动的过程（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分析机车以恒定功率启动问题教学方法：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49。教学过程：（一）复习引入知识回顾1、功率的物理意义2、计算平均功率的公式？计算瞬时功率的公式？各个公式的适用范围是什么？3、机车的功率指的是哪个力的功率？本节课

2、我们专门研究机车以恒定功率启动的过程（二）进行新课（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（10分钟）（教师总结并板书）（5分钟）对机车等交通工具类问题，应明确P=Fv中，P为发动机的实际输出功率，机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率；F为发动机（或机车）的牵引力，V为机车的瞬时速度即2=5牵V,运用功率定义和牛顿第二定律对机车启动的两种不同情况进行动力学分析。（1）以恒定功率启动汽车从静止开始，保持牵引力的功率不变，假设在运动过程中汽车所受的阻力Ff也不变；随速度v的增大，根据 & =5牵v牵引力会减小，有根据牛顿第二定律a = F牵匕加速度减小;

3、mP P当F= Ff时，加速度a=0,此时速度最大，且 vmax =匚=匚；以后以速度域:做匀速直线运 F牵 Ff动，其过程可由下面的框图表示：框图中Ff用F表示变加速直线运动匀速直线运动这一过程的v-t关系可由下图表示。W=Pt计算，不能由上可知恒定功率的加速一定不是匀加速.这种加速过程发动机做的功只能用 用W=Fs计算(因为牵引力 F为变力).目标检测(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)教师点拨总结质量为m=1000kg的小汽车，以额定功率行驶在平直公路上时的最大速度为v1=12m/s ,开上每前进20m升高1m的斜坡时最大速度 v2=8m/s。假定任何情况

4、下车所受摩擦阻力大小均相等，一_ _. 2g 取 10m/s ,求：(1)摩擦力的大小；(2)汽车发动机的额定功率多大；(3)车沿该斜坡下行时可以达到的最大速度。解：设摩擦力为f,汽车功率为P,车沿坡下行时最大速度为V(1)设山坡夹角为依则sin 0 =1/201重力沿斜面分力为 G1=mgsin日=1000 M10M - =500N ,20根据平路上和上坡时都是额定功率fV1=(f+G1)V2代入数据解得f=1000N(2) P=fV1 = 1000 M 12=12000W(3)下行时，摩擦力反方向沿斜面向上牵引力为F=f-Gi(f-Gi) V=P代入数据得 V=24m/s总结：机车在斜坡上

5、以恒定功率启动分两种情况(与平直公路区别在于加速度方向多了一个重力的分力)关键还是受力分析。上坡：P=Fv ( P一定，v = F J)根据牛顿第二定律 a = F - f -mgsin6 ,mFa J当a =0,即F-f-mgsin日=0= F = f +mgsin日时 速度达到最大下坡：P=Fv ( P一定，v = F J)根据牛顿第二定律 a = F +mgsin" - f mF J=a J当a=0,即F+mgsin日-f=0= F = f mgsin日时速度达到最大。课堂练习(学生活动)学生自主完成学案导练1、2(教师活动)公布答案课后作业阅读课本56页最后一段、57页例题前

6、面的内容功 率完成学案最后一题一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流3.5A质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力f恒为车和人总重的k=0.20倍。取2 g=10m/s ,求：(1)此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率。(2)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。(3)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为v1.0m/s时，人骑车的最大加速度。(1)由表可知，电机的额定电压为U0=40V、额定电流为Io=3.5A,所以电机正常工作时输入功率为 PvUoI 0=140W又因电机的输出功率为 P出=120VV所以电机的效率为刀=p 出/P 入=85.7%(2)行驶时所受阻力为f =k(M +m)g，式中出车的质量当达到最大速度vm时，应有P*fVm所以最大速度vm = P出/