2019机车启动两种方式

1、机车的两种启动方式江苏省淮安市阳光学校 223300 冯新波通常讲机车的功率是指机车的牵引力的功率，P = F v恒成立，与阻力f无关，与P是否为额定功率无关， 与机车的运动状态无关。 机车可通过油门控制功率，可通过换档调整速度从而改变牵引力。机车起动通常有两种方式，下面把这两种启动方式的规律总结如下：一、机车以恒定功率启动的运动过程1、机车以恒定的功率 P启动后，若运动过程中所受的阻力不变，由于牵引力F = P/ v,根据牛顿第二定律:F f= ma即 P / v f = ma所以：a =当速度v增大时，加速度a减小。內 卩额当加速度a= 0时，机车的速度达到最大，此时有：vm = =。以后

2、，机车已vm做匀速直线运动。F f2、这一过程，F、v、a的变化也可表示为：3、用v t图，这一过程可表示为右下图：最大速度之前是一段曲线。4、以恒定功率启动的特点：(1 )汽车在启动过程中先做加速度不断减小的加速运动，冋时牵引力变小，当t牵引力等于阻力时，开始以最大速度匀速运动。(2) 汽车在启动过程中的功率始终等于汽车的额定功率。3)汽车的牵引力和阻力始终满足牛顿第二定律F f = ma。(4) 汽车的牵引力和瞬时速度始终满足P P额=F V。(5) 在启动过程结束时，因为牵引力和阻力平衡，此时有p 额=F vm=f vm。(6) 从能的角度看，启动过程中牵引力所做的功一方面用以克服阻力做

3、功，另一方面增加汽车的动能。机车以恒定加速度启动的运动过程1、机车以恒定的加速度 a启动时，牵引力F、阻力f均不变，此时有：F f = ma。机车匀加速运动的瞬时功率：P= Fv =( f + ma) ?v=( f+ ma) ?a t哥 额。匀加速阶段的最长时间 t = P额/ (ma+ f) a;匀加速运动的末速度为 w= P额/(ma+ f)。当机车达到这一速度时，其瞬时功率等于它的额定功率。 然后机车又做变加速运动。此时加速度a和第一种启动过程一样变化；这时的最大速度还是。而变加速阶段的位移应该用动能定理来计算：2、 匀加速启动过程的各个量(P、F、a、v)的变化情况如下:3、 用v t

4、图，这一过程可表示为右图：起初匀加速运动是 一段倾斜的直线，紧接着是一段曲线，最后是平行于时间轴的直线。4、以恒定牵引力启动的特点：(1) 汽车的起动过程经历两个阶段：匀加速直线运动；变加 速直线运动，最终做匀速直线运动。(2) 汽车在匀加速运动阶段，汽车的瞬时速度v= v° + at(v0= 0)汽车做匀加速运动所能维持的时间t= vt /a。(3) 汽车做匀加速运动阶段，其瞬时功率P = F vP额。(4) 汽车在匀加速运动阶段结束时，瞬时功率等于额定功率，且Pt = P额=F vt。(5) 汽车在变加速运动阶段功率恒为额定功率，进入匀速直线运动时牵引力和阻力平衡，有Pt= P额

5、=f vm。1(6) 从能的角度看：匀加速直线运动阶段W牵1 fs1= mVHm (W牵1、s1分别表示匀加速运动阶段牵引力所2做的功、位移)，变加速直线运动阶段牵引力所做的功W牵2=P额t2(t2表示变加速直线运动阶段所经历的时间)，W1 2 1 2 一一牵2 fS2mvmmV1m。 ( S2为变加速直线运动阶段的位移)2 2例题：汽车发动机的额定功率为60kw，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g 取 10m/s2，问：(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？（2）若汽车保持以 0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间?解

6、析：（1）根据题意，汽车达到最大速度时作匀速直线运动，所以有（2）汽车以恒定的加速度 a匀加速运动，则牵引力恒定。P= Fv，随v增大，牵引力功率 P也增大，当功率增大至额定功率时不能再增大，牵引力减小，加速度也减小，匀加速运动结束。设此时速度为vt，则有P® 上6010333f = ma。即5.0 10 =5.0 10 0.5vtv解得 v= 8.0m/s由v= a t得，这一过程维持的时间为t = - =816s。a 0.5解后评析：1、这类问题的关键是机车的发动机功率 一一机车的牵引功率是否达到额定功率，若在额定功率 下启动，则一定是变加速运动。因为牵引力随速度的增大而减小。

7、求解有关问题时不能用匀变速运动的规律来处 理。2、特别注意匀加速启动时，牵引力恒定。当功率随速度增至额定功率时的速度（匀加速结束时的速度），并不是机车的最大速度。此后，机车仍要在额定功率下做加速度逐渐减小的加速运动，直至加速度减小为零是速度达到最大（这阶段与以额定功率启动的过程相同）。以上主要概括了机车在平直路面上的两种启动方式，下面，分析一下机车在斜坡上的启动情况。机车在倾角为B的斜坡上从静止开始起动时，无论以额定功率起动，还是以恒定牵引力起动，其起动过程和在平直路面上的情况相似，其区别在于以下几点：1、 机车在斜坡上起动时， 机车的牵引力F、阻力f和重力沿斜坡向下的分力 mgs in B始

8、终满足牛顿第二定律： 上坡时F f mgs in 9=ma，下坡时F f+ mgs in 9=ma。（若以额定功率起动，加速度 a时刻在变；若以恒定牵引 力起动，加速度 a恒定。）2、 机车在斜坡上起动过程刚结束时，因为牵引力、阻力和重力沿斜面向下的分力三者平衡：上坡时有F= f + mgsi n 0, P 额=Fvm=（ f+ mgs in 0） vm;下坡时有 F= f mgsi n 0, P 额=Fvm =（ f mgs in B） vm。（在这一点上，两 种起动方式是一致的。）3、从能的角度看：若以额定功率起动，上坡时，牵引力所做的功有三个方面的作用，一是用以克服阻力做功；二是增加车的

9、重1力势能；三是增加机车的动能：W牵=?mvm+WG|+Wf （阻力做功 Wf、重力做功 Wg均为负值）；下坡时，牵1 c引力、重力做正功有两个方面的作用，用以克服阻力做功和增加汽车的动能：W牵+ Wg=- mvm + Wf （阻力做2功Wf为负值、重力做功 Wg为正值）。若以恒定牵引力起动，上坡时，牵引力所做的功也有三个方面的作用，一是用以克服阻力做功；二是增加车1的重力势能；三是增加机车的动能：W牵=一mvm + Wg| + Wf （阻力做功 Wf、重力做功 Wg均为负值）；匀加速直线运动阶段W牵=珅fs gsinr （s1表示匀加速直线运动的位移），变加速直线运动阶段，牵引力11所做的功 W牵=P额t2 （t2表示变加速直线运动阶段所经历的时间），W牵2mvm mv1m fs2 mgs2 sin71©为22变加速直线运动阶段的位移）；下坡时，牵引力、重力做正功有两个方面的作用，用以克服阻力做功和增加汽车1的动能 W牵+ WG=-mvm+Wf （阻力做功 Wf为负值，重力做功 WG为