机车启动专题学案

1、机车启动专题学案一、教学目的：1、能正确计算常见情况下各力的平均功率和瞬时功率。2、能正确分析机车的起动过程。二、重点难点：1、恒定牵引力起动过程的分析。2、额定功率和实际功率的区别和联系。三、教学方法：练习、讨论、讲授四、教学过程：(一) 温故知新1.功率的定义：_ 。2.功率的物理意义：_ 。3.功率的 定义式 ： P。 （ 1）功率与速度的关系：。（2）若 v 为平均速度 , 则 P 表示 _功率；若 v 为瞬时速度 , 则 P 表示 _功率；一般（ 1）式常用于求解平均功率（ 2）式常用于求解瞬时功率4. 额定功率：机车正常工作时发动机输出的最大功率；5. 实际功率：机车工作时发动机实

2、际输出的功率P实F牵 v （注意：牵引力与速度同方向）（二）自主探究问题： 当机车的功率一定时，若机车的速度在增加，则机车的加速度是如何变化的呢？机车将做怎样的运动？本节就研究这一问题。（三）领悟整合汽车启动可分为两类:一类以恒定功率启动，另一类以恒定加速度启动。1、机车以恒定功率起动情况：1P 一定，速度 v 变大，牵引力 F 变小，加速度 a 变小，当 a0 时，速度 v 不变，机车匀速运动，这时牵引力 FF f，而速度达最大 vmP。这个动态过程简图如下：Ffv=F f当 a=0 时，F=f,速度达a到最大值 vm.保持 vm 匀速运动F =P/vm这一起动过程的V-t 图如图所示：VO

3、t在恒定功率启动过程中，汽车的运动具有以下特点：（ 1）机车在启动过程中先做加速度不断减小的加速运动，同时变小，当牵引力等于，汽车开始以最大速度做运动。（ 2）机车启动过程中的功率始终等于汽车的。（ 3）机车的牵引力F 和阻力 F f始终满足牛顿第二定律。（ 4）机车的牵引力F 和瞬时速度 v 始终满足 P。（ 5）在启动过程结束时，因为牵引力和阻力平衡，此时有。2、机车以恒定加速度 a 起动情况：a 一定时， F 也一定， P 随 v 增大而增大，当P 达到额定功率 P额 后， F 、 a 不能维持不变，开始减小，但还有加速度，速度还要继续增大，直到a 0 ， v 达到最大 vmP。F f这

4、个动态过程简图如下：当 P=P= Ff当 a=0 时， F=f,速度保持a 定=（ F 定 -f ）/m额时aV m匀达到最大值 V m.V ， P=FVF =P额/V， Vm速运动这一起动过程的 vt 图如图所示：2vvmOv0Ot0tOO这一过程启动具有以下特点：（1）机车启动过程中经历了两个阶段：一是，二是，最终。（ 2）机车在匀加速运动阶段，机车的瞬时速度v，匀加速所能达到的最大速度 v0，匀加速所能维持的时间t 0。（ 3）机车在匀加速运动阶段，机车的瞬时功率P。（ 4）机车在匀加速运动阶段结束时，瞬时功率等于额定功率，即P=（ 5）机车在进入变加速阶段功率恒为，进入匀速直线运动时牵

5、引力和阻力平衡，P=。讨论： 机车的运动公式中，F f 代表机车所受的阻力，探究F f 是否指摩擦力，还是其它的力？【例题】汽车发动机的额定功率为P60kW ，汽车质量m=5.0×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重0.1 倍，试问：汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？汽车从静止开始，保持以a=0.5m/s2 的加速度作匀加速直线运动，这一过程维持多长时间？3（四）课堂练习1、汽车由静止起动即以加速度a 作匀加速运动， 则汽车达到额定功率时，汽车的速度：（）A 同时达到最大值；B 还没有达到最大值；C在没有达到额定功率前达到最大值；D 此后保持不变。2、质量

6、为m=2.0 ×103kg 的汽车，发动机的牵引力功率为P=30kW ，在水平公路上能达到的最大速度 vm=15m/s，当汽车的速度为v=10m/s 时加速度为多大？（五）课堂小结1、机车以恒定功率起动情况：P 一定，速度v 变大，加速度a 变小，当 a=0 时， v 不变，机车匀速运动，这时牵引力F=f 阻，而 V m=P 额/f 阻 。2、机车以恒定加速度a 起动情况： a 一定时， F 也一定， P 随 V 增大而增大，当 P 达到额定功率P 额 后， F、 a 不能维持不变，开始减小，但速度还要增大，直到a=0，V 达到最大 Vm=P 额 /f.（六）达标测试1、飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比。若飞机以速率V 匀速飞行时，发动机的功率为 P，则当飞机以速率 nV 匀速飞行时，发动机的功率为：（） np 2np n2p n3p。3、质量为 105