8.1 專題 機(jī)車啟動(dòng)的兩種模型 課件 -2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

機(jī)車啟動(dòng)的兩種模型0~100加速：8s最高時(shí)速：150Km/h0~100加速：2.5s最高時(shí)速：407Km/h1.以恒定功率P額啟動(dòng)；機(jī)車的啟動(dòng)方式一般有兩種：2.在恒定的牽引力F作用下勻加速啟動(dòng)。機(jī)車啟動(dòng)F-f=ma質(zhì)量牽引力阻力加速度Ff機(jī)車啟動(dòng)機(jī)車在行駛的過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率等于額定功率。P=Fv瞬時(shí)速度功率牽引力機(jī)車的功率就是牽引力的功率，而不是合力的功率。當(dāng)a＝0時(shí)，即F=f時(shí)，速度達(dá)到最大保持

vm勻速vF＝vPma＝mF－f↑↓↑↓↓fFfFvmv-t圖象：v0=0vmvt0類型一：以恒定功率Pm啟動(dòng)機(jī)車啟動(dòng)a減小的變加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)

1.F為變力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用W=Pt

計(jì)算，不能用W=Fl計(jì)算；

總結(jié)：2.達(dá)到最大速度的本質(zhì)條件是：a=0vmvt03.達(dá)到最大速度時(shí)，有

Pm=Fvm=fvm類型一：以恒定功率Pm啟動(dòng)機(jī)車啟動(dòng)當(dāng)a＝0時(shí)，即F=f時(shí)，v達(dá)到最大。保持vm勻速F＝vPma＝mF－f↑↓

v↑↓↓vm＝fPm加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)a＝mF－F阻F不變v↑P＝Fv↑↑當(dāng)P=Pm時(shí)，保持Pm繼續(xù)加速類型二：以恒定牽引力/恒定加速度啟動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)機(jī)車啟動(dòng)v0=0，F(xiàn)恒定fFF=f，vm=Pm/ffFvmv↑，P=Pmv-t圖象：勻加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)a減小的變加速運(yùn)動(dòng)vt0vm類型二：以恒定牽引力/恒定加速度啟動(dòng)機(jī)車啟動(dòng)機(jī)車做勻加速運(yùn)動(dòng)只能維持一段時(shí)間，當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束。勻加速經(jīng)歷的時(shí)間為：=Pm(ma+f)a注意：2.勻加速結(jié)束的條件是：P實(shí)=Pm3.當(dāng)勻加速結(jié)束時(shí)速度為v1，Pm=Fv1(其中F=ma+f)t1v1vt0vm1.達(dá)到最大速度的本質(zhì)條件:a=0類型二：以恒定牽引力/恒定加速度啟動(dòng)t1=v1a4.當(dāng)變加速結(jié)束時(shí)速度為vm，Pm=fvm機(jī)車啟動(dòng)合作與探究TEAM1Q1TEAM2Q2&Q3TEAM3

例一TEAM4

例二TEAM5

例三TEAM6

例四其余組進(jìn)行補(bǔ)充1.有一個(gè)力F，它在不斷增大。某人以此為條件，應(yīng)用P=Fv進(jìn)行了如下推導(dǎo)：根據(jù)P=Fv，F(xiàn)增大則P增大；又根據(jù)v=P/F，P增大則v增大；再根據(jù)v=P/F，v增大則F減小。這個(gè)人推導(dǎo)的結(jié)果與已知條件相矛盾。他錯(cuò)在哪里？解：根據(jù)P=Fv，若F增大，則P增大的前提是v不變；根據(jù)v=P/F，若P增大，則v增大的前提是F不變；根據(jù)F=P/v，若v增大，則F減小的前提是P不變。合作與探究2.畫出機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)的P-t、V-t、a-t、F牽-v圖像，并解釋原因合作與探究3.畫出機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)的P-t、V-t、a-t、F牽-v圖像，并解釋原因合作與探究

B合作與探究

C合作與探究例題3．在水平路面上運(yùn)動(dòng)的汽車的額定功率為60kW，若其總質(zhì)量為5t，在水平路面上所受到的阻力大小為5×103N，求：(1)汽車所能達(dá)到的最大速度的大?。?2)若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長(zhǎng)的時(shí)間；(3)若汽車以額定功率啟動(dòng)，則汽車的車速為v1＝2m/s時(shí)的加速度多大；合作與探究解析(1)當(dāng)汽車速度達(dá)到最大時(shí)，牽引力F＝Ff，則由P＝Fv得汽車所能達(dá)到的最大速度為vmax＝＝12m/s；(2)汽車以恒定的加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，能夠達(dá)到的最大速度為v，則有－Ff＝ma得v＝8m/s由v＝at得這一過程維持的時(shí)間為t＝16s.(3)當(dāng)汽車以額定功率啟動(dòng)達(dá)到2m/s的速度時(shí)，牽引力為F′＝＝3×104N由牛頓第二定律得汽車的加速度大小為a′＝5m/s2.例題4.如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103kg的汽車，正以10m/s的速度向右勻速行駛，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個(gè)ABC路段的v－t圖像如圖乙所示，在t=15s時(shí)汽車到達(dá)C點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變。假設(shè)汽車在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的恒定阻力（含地面摩擦力和空氣阻力等）f1=4000N。（解題時(shí)將汽車看成質(zhì)點(diǎn)）求：(1)運(yùn)動(dòng)過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P；(2)汽車速度減至8m/s的加速度a大??；合作與探究【詳解】(1)汽車在AB路段時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力和阻力相等，即F1=f1=4000N

由P=F1v1解得P=40kw

(2)t=15s后汽車處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有F2=f2根據(jù)功率的推導(dǎo)公式得P=F2v2

聯(lián)立解得