《高中物理教科必修二课件：第四章 机械能和能源 微型专题4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理教科必修二课件：第四章 机械能和能源 微型专题4（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微型专题4 功率的计算 机车的两种启动方式 第四章 机械能和能源 学习目标 1 进一步掌握瞬时功率和平均功率的计算方法 2 能利用功率公式P Fv和牛顿第二定律分析机车启动时加速度的变化 和速度的变化 3 会计算机车运行的最大速度和匀加速运动的时间 内容索引 重点探究 启迪思维 探究重点 达标检测 检测评价 达标过关 重点探究 例1 多选 质量为m的物体静止在光滑水平面上 从t 0时刻开始受到水 平力的作用 水平力F与时间t的关系如图1所示 力的方向保持不变 则 图1 解析 答案 一 功率的计算 1 P Fv三个量的制约关系 二 机车的两种启动方式 定值各量间的关系应用 P一定F与v成反比汽车
2、上坡时 要增大牵引力 应换低速挡减小速度 v一定F与P成正比 汽车上坡时 要使速度不变 应加大油门 增大输 出功率 获得较大牵引力 F一定v与P成正比 汽车在平直高速路上 加大油门增大输出功率 可 以提高速度 2 两种启动方式的过程分析 以恒定功率启动以恒定牵引力启动 P t图和v t图 OA段过程分析 v F a a 不变 F不变 P Fv 直到P额 Fv1 OA段运动性质 加速度减小的加速直线 运动 匀加速直线运动 维持时 间t0 AB段 过程分析 v F a 运动性质以vm做匀速直线运动加速度减小的加速运动 BC段 F f a 0 f 以 vm做匀速直线运动 3 机车启动问题中几个物理量
3、的求法 例2 汽车发动机的额定功率为60 kW 汽车的质量为5 t 汽车在水平路 面上行驶时 阻力是车重的0 1倍 g取10 m s2 1 汽车保持额定功率不变从静止启动后 汽车所能达到的最大速度是多大 解析 答案 答案 12 m s 解析 汽车运动中所受的阻力 f 0 1mg 0 1 5 103 10 N 5 103 N 汽车保持额定功率启动时 做加速度逐渐减小的加速运动 当加速度减 小到零时 速度达到最大 此时汽车的牵引力F1 f 5 103 N 当汽车的速度为6 m s时加速度为多大 解析 答案 答案 1 m s2 解析 当汽车的速度为6 m s时牵引力 由牛顿第二定律得F2 f ma
4、2 若汽车从静止开始 保持以0 5 m s2的加速度做匀加速直线运动 这 一过程能维持多长时间 解析 答案 答案 16 s 解析 当汽车以恒定加速度0 5 m s2匀加速运动时 设汽车的牵引力为F3 由牛顿第二定律得F3 f ma 即F3 f ma 5 103 N 5 103 0 5 N 7 5 103 N 汽车匀加速运动时 其功率逐渐增大 当功率增大到等于额定功率时 匀加速运动结束 此时汽车的速度 分析机车启动问题 要注意几个关系 以水平路面行驶为例 2 注意两个约束条件 若功率P一定 则牵引力F随速度v的变化而变化 若加速度a 即牵引力F 一定 则功率P随速度v的变化而变化 方法总结 针对
5、训练 一辆汽车在水平路面上由静止启动 在前5 s内做匀加速直 线运动 5 s末汽车达到额定功率 之后保持额定功率运动 其v t图像 如图2所示 已知汽车的质量为m 2 103 kg 汽车受到地面的阻力为车 重的 倍 g取10 m s2 则 A 汽车在前5 s内的阻力为200 N B 汽车在前5 s内的牵引力为6 103 N C 汽车的额定功率为40 kW D 汽车的最大速度为20 m s 解析 答案 图2 达标检测 1 以恒定功率启动 质量为2 t的汽车 发动机的额定功率为30 kW 在水 平公路上能以54 km h的最大速度行驶 如果汽车保持额定功率不变从 静止启动后 汽车速度为36 km
6、h时 汽车的加速度为 A 0 5 m s2 B 1 m s2 C 1 5 m s2 D 2 m s2 答案解析 1234 速度为v 36 km h 10 m s时汽车的牵引力为 由牛顿第二定律可得F f ma 1234 2 功率的计算 多选 质量为m的物体放在水平面上 它与水平面间的动 摩擦因数为 重力加速度为g 用水平力拉物体 运动一段时间后撤去 此力 最终物体停止运动 物体运动的v t图像如图3所示 下列说法正确 的是 图7 答案解析 1234 1234 1234 3 汽车启动中的图像问题 多选 一辆轿车在平直公路上行驶 启动阶段轿车 牵引力保持不变 达到额定功率后以额定功率继续行驶 经过时间t0 其速 度由零增大到最大值v0 若轿车所受的阻力f为恒力 关于轿车的速度v 牵引 力F 功率P随时间t变化的情况 下列选项正确的是 答案解析 1234 1234 4 汽车启动中的图像问题 多选 汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶 发动机功率为P 牵引力为F0 t1时刻 司机减小了油门 使汽车的功率 立即减小一半 并保持该功率继续行驶 到t2时刻 汽车又恢复了匀速 直线运动 设整个过程中汽车所受的阻力不变 在下列选项中能正确反映 汽车牵引力F 汽车速度v在这个过程中随时间t的变化规律的是 答案解析 1234 1234
