機車以恒定牽引力啟動

1、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過程各個物理量的變化關系。（P、v、F、a）本節(jié)課我們

2、專門研究機車以恒定功率啟動的過程（二）進行新課（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F牽 F f由a -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-會變小，當F= Ff時，機P車就以VmaxF牽P做勻速直線運動。由以上分析可知，車能保持加速度恒定運動一段時間,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

3、的v-t關系可由下圖表示。教師強調注意：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PFf ma '小于機車的最大速度VmaxPFf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P Fv中，當牽引力F 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，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

4、能用換擋的辦法減小速度以獲得較大的牽引當速度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（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??；（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

5、車達到最大速度時,F牽=f則:P額=祐mP 額3 K .得:f4 10 NVm在勻加速階段：依牛頓第二定律有:F牽f ma3得：F牽f ma 8 10 N當汽車達到額定功率時：P額=F牽v10m/sma代入得：t V-額一a （f ma）a5s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=48Kw6s末汽車的瞬時功率為80KwV(f ma)a 5s依可得：t -a例2、某汽車發(fā)動機的額定功率P 6.0 104W，汽車的質量為 m 5 103kg，該汽車在水平路2面上沿直線行駛時，阻力是車重的0.1倍，（g取10 m/ s）試求（1）汽車保持額定功率的大小

6、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 = 60000W m = 5000kg f = O.lmg a = 1m/s 2（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=5000NVmax60000 , m/s 500012m/s（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 X5000kg X10m/s 2 = 5000N根據F合=ma（這一步是最容易出錯的）F+f = maF + ( 5000N) = 5000kg X0.5m/s 2F= 7500N根據P = Fv （此時功率達到最大）60000W = 7500NXvv = 8m/s根據v = at （原公式應為vt=v°+at