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1、微型专题5 功率的计算 机车的两种启动方式,第七章 机械能守恒定律,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PFv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t0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,一、功率的计算,图1,解析,答案,1.PFv三个量的制约关系：,二、机车的两种启动方式,2.两种启动方式的过程分析,3.机车启动问
2、题中几个物理量的求法,例2 在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，求： (1)若汽车以不变的额定功率从静止启动，汽车的加速度如何变化？,答案 见解析,答案,解析,解析 汽车以不变的额定功率从静止启动，v变大，由PFv知，牵引力F减小，根据牛顿第二定律FFfma知，汽车的加速度逐渐减小.,(2)当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？,解析 由FFfma1 PFv1 ,答案,解析,(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小.,解析 当汽车速度达到最大时，a20，F2Ff，PP额，,答案,解析,答案 10 m/
3、s,例3 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？,答案,解析,答案 12 m/s,解析 汽车运动中所受的阻力 Ff0.1mg0.1510310 N5103 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F1Ff5103 N,当汽车的速度为6 m/s时加速度为多大？,答案,解析,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F2Ffma,(2)若汽车从
4、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？,答案,解析,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F3Ffma 即F3Ffma5103 N51030.5 N7.5103 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)： (1)抓住两个核心方程：牛顿第二定律方程FFfma联系着力和加速度，PFv联系着力和速度.一般解题流程为：已知加速度a (2)注意两个约束条件：若功率P一定，则牵引力F
5、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.,针对训练 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末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其vt图象如图2所示.已知汽车的质量为m2103 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6103 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
6、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/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/s2,1,2,3,4,答案,解析,解析 当牵引力和阻力相等时，汽车的速度最大，最大速度为vm54 km/h15 m/s，由PFvmFfvm可得，,1,2,3,4,速度为v36 km/h10 m/s时汽车的牵引力为：,由牛顿第二定律可得FFfma，,故选A.,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vt图象如图
7、3所示.下列说法正确的是,答案,解析,1,2,3,4,图3,1,2,3,4,1,2,3,4,3.(汽车启动中的图象问题)(多选)汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则图4中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是 A.汽车的加速度时间图象可用图乙描述 B.汽车的速度时间图象可用图甲描述 C.汽车的加速度时间图象可用图丁描述 D.汽车的速度时间图象可用图丙描述,答案,1,2,3,4,图4,解析,1,2,3,4,4.(汽车启动中的图象问题)(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,1,2,3,4,1,2,3,4,
