機車以恒定牽引力啟動

1、實用標準文案7.3功率 （第三課時）王亞琪教學目標1 、知識與技能（ 1 ）進一步理解功率的概念（ 2 ）明確機車以恒定加速度啟動的過程（ 3 ）會用 P Fv 分析、計算和解釋現(xiàn)象2 、過程與方法P=Fv ，分析汽車的啟動，注意知識的遷移。3 、情感、態(tài)度與價值觀：感知功率在生活中的實際應用，提高學習物理科學的價值觀。教學重難點： 運用公式 P Fv 和牛頓第二定律 F ma 分析機車以恒定加速度啟動問題教學方法： 教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。教學工具： 投影儀、學案 50 。教學過程：(一 ) 直接引入上節(jié)課我們學習了機車以恒定功率啟動的過程，找一位學生復述這一

2、過程各個物理量的變化關系。（ P、 v、 F、 a ）本節(jié)課我們專門研究機車以恒定功率啟動的過程（二）進行新課精彩文檔實用標準文案（學生活動）學生閱讀學案導讀部分內容（5 分鐘）小組討論學案導思部分內容（5 分鐘）（教師總結并板書） （ 10 分鐘）（ 2 ）以恒定加速度啟動由 aF牽Ff 知，保持 a 不變，則牽引力 F牽 也不變，而由P F牽 v 知，隨著速度 v 的增大，m機車輸出的功率增大，但任何機械輸出的功率都是有限的，故機車的輸出功率達到額定功率后將保持不變，以后速度雖繼續(xù)增大，但并非做勻加速直線運動，因為F牽 會變小，當 F Ff 時，機車就以 vmaxPP 做勻速直線運動。由以

3、上分析可知，車能保持加速度恒定運動一段時間，F(xiàn)牽Ff以后加速度將減小直至為零，其過程可由下面的框圖表示：這一過程的v-t 關系可由下圖表示。精彩文檔實用標準文案教師強調VmaxP注意：當機車以恒定的加速度啟動時，機車做勻加速直線運動的最大速度，要F fma小于機車的最大速度 VmaxP 。Ff由上可知，恒定牽引力的加速，即勻加速運動時，功率一定不恒定.這種加速過程發(fā)動機做的功只能用 W=F s 計算，不能用W=P t 計算（因為P 為變功率）規(guī)律總結： 在 PFv 中，當牽引力F 一定時， P 與速度 v 成正比。即速度越大，所需功率越大；例如起重機起吊同一重物以不同速度勻速上升，輸出功率不同

4、，速度越大，起重機輸出功率越大。當輸出功率P 一定時， F 與速度 v 成反比。即速度越小，牽引力越大；例如當汽車發(fā)動機輸出功率一定時， 上坡時由于要增大牽引力，司機就只能用換擋的辦法減小速度以獲得較大的牽引力當速度 v 一定時， P 與 F 成正比。即功率越大，其牽引力越大；例如汽車從平路到上坡，若要保持速度不變，必須加大油門，增大發(fā)動機功率來得到較大的牽引力。目標檢測精彩文檔實用標準文案（學生活動）小組討論學案例1、例 2不同代表投影演示（10-15分鐘）教師點撥總結例 1、額定功率為 80kW的汽車， 在平直的公路上行駛的最大速度是20m/s ，汽車的質量為2t ，如果汽車從靜止開始運動

5、做勻速直線運動，加速度大小為2 m/s 2 ，運動過程中阻力不變，求：（ 1 ）汽車所受的恒定阻力大?。唬?2 ） 3S 末汽車的瞬時功率； 6s 末汽車的瞬時功率（ 3 ）經過多長時間汽車功率達到額定值。解：依題意 :當汽車達到最大速度時 ,F 牽=f則 :P 額=fv m得 : fp額4103 Nvm(2) 在勻加速階段 : 依牛頓第二定律有: F牽 f ma得: F牽fma8 103N當汽車達到額定功率時:P額=F牽 v得 : vp額p額10m / sF牽fma代入得 :VP額5st( fma)aa說明 3S末汽車處于勻加速階段,則 :t=3s時 ,v=at=6m/sP 額 =F 牽 v

6、=48Kw6s 末汽車的瞬時功率為80Kw(3)依(2)可得VP額s: t( fma)a5a例 2、某汽車發(fā)動機的額定功率P6.0 104 W ,汽車的質量為 m5 103 kg ，該汽車在水平路面上沿直線行駛時，阻力是車重的0.1 倍，（ g 取 10 m / s2 ）試求精彩文檔實用標準文案（ 1 ）汽車保持額定功率的大小從靜止啟動后能達到的最大速度是多少？（ 2 ）若汽車從靜止開始且保持以 a=0.5 m / s2 的加速度做勻加速運動，這一過程能維持多長時間？解： P = 60000Wm = 5000kgf = 0.1mga = 1m/s2（ 1 ）、以恒定功率啟動，隨著速度的增大牽引力減小，當牽引力減小到與阻力相等時，加速度減為零，這時速度達到最大值F=f=0.1mg=5000NvmaxPP60000 m / s12m / sFf5000(2) 、以牽引力方向為正方向(在有關矢量計算中一定要注意方向問題)f = 0.1 5000kg 10m/s2 = 5000N根據(jù) F 合 ma（這一步是最容易出錯的）F+f maF + ( 5000N) 5000kg 0.5m/s 2F= 7500N根據(jù) P = Fv（此時功率達到最大）60000W = 7500Nvv = 8m/s根據(jù) v = at( 原公式應為vt =v 0+at ，因初速度為零故