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1、年级 高一 学科 物理 编写人 李国浩 日期 2013.03.15第七章 机械能守恒定律机车启动问题学习目标 1.进一步了解功率、瞬时功率的概念，搞清楚功率与速度和加速度的关系。2.了解汽车运动的三种形式：（1）恒定功率加速过程（2）恒定加速度加速过程（3）匀速运动过程3.会用功率和所学知识解决生活中实际问题。自主学习(1)复习功的定义,公式以及在不同情境下的处理方法(2)复习功率的定义,理解定义式和表达式的区别(3)弄清平均功率和瞬时功率、功率和机械效率的区别探究互动一、 探究恒功率启动的规律汽车在水平路面上以恒定的功率启动设P=12W，f=2N，m=2KgP/WF/N1236因为_一定，据
2、P=Fv可知，_，所以_。当_时，汽车的加速度a=0,此时汽车的速度达到最大值。在以恒定功率启动的过程中，汽车的运动具有以下特点：汽车在启动过程中先做_运动，同_变小，当牵引力等于阻力时，汽车开始以最大速度做_运动。汽车在启动的过程中的功率始终等于汽车的_汽车的牵引力F和阻力Ff始终满足牛顿第二定律F-Ff=ma.汽车的牵引力F和瞬时速度v始终满足_在启动过程结束时，因为牵引力和阻力平衡，此时有_二、 探究恒定牵引力启动的规律汽车在水平路面上以恒定的功率启动设P=12W，f=2N，m=2Kg a=P/WF/N11.5236在以恒定牵引力启动的过程中，汽车的运动具有以下特点：汽车的启动过程经历了
3、两个阶段：一是_状态，二是_状态，最终做_运动。汽车在匀加速直线运动阶段，汽车的瞬时速度_,汽车做匀加速直线运动所能维持的时间_汽车做匀加速直线运动阶段，汽车的瞬时功率Pt_P额汽车在匀加速直线运动阶段结束时，瞬时功率Pt_P额，汽车在变加速直线运动阶段功率恒为额定功率，进入匀速直线运动时牵引力和阻力平衡，有Pt=P额=_例题精讲例1汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5.0103 kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0.1倍，试求：（1）汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？（2）当汽车的加速度为a=2 m/s2时，速度为多大？（3）当汽车的速度为V=6 m
4、/s时，加速度为多大？例2（1）若汽车从静止开始以0.5 m/s2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？（2）假设又经过5s后汽车达到最大速度，问发动机在启动过程中做的功？例3质量为m的汽车由静止开始以恒定的功率P爬坡（足够长），斜坡的倾斜角为，汽车受到的摩擦阻力恒定为f，求汽车所能达到的最大速度vm=?小结：汽车在斜坡上启动时汽车在倾角为的斜坡上从静止开始启动时，无论以恒定功率启动，还是以恒定牵引力启动，其启动过程和在平直路面上的情况相似，主要有以下几点区别：（1）汽车在斜坡上启动时，汽车的牵引力F、阻力Ff和重力沿斜坡向下的分力mgsin始终满足牛顿第二定律：上坡时FFfmgsi
5、n=ma,下坡时F+mgsinFf=ma(若以额定功率启动，加速度a时刻在变；若以恒定牵引力启动，加速度a恒定)。（2）汽车在斜坡上启动过程刚结束时，因为牵引力、阻力和重力沿斜面向下的分力三者平衡，上坡时有F=Ff+mgsin,P额=Fvm=( Ff+mgsin)vm ,下坡时有F=Ffmgsin,P额=Fvm= (Ffmgsin) vm .(在这一点上，两种启动方式是一致的)当堂检测1.列车在恒定功率机车的牵引下，从车站出发行驶5分钟，速度达到20m/s，那么在这段时间内，列车行驶的路 （ ） A.一定小于3km B.一定等于3km C.一定大于3km D.不能确定2.质量为5.00105
6、kg的机车，以恒定的加速度从静止出发，经5 min行驶2.25 km，速度达到最大值54 km/h,则机车的功率为_W.3额定功率为80kW的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达20m/s,汽车质量为2103kg 。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达2m/s2 。设运动过程中阻力大小不变，试求： （1）汽车运动时所受阻力f； （2）汽车匀加速运动过程可持续的时间t； （3）汽车启动后，发电机在第三秒末的瞬时功率P； （4）汽车在做匀加速直线运动过程中，发动机所做的功W课后作业1.汽车以恒定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是A.汽车先做匀加速运动，
7、最后做匀速运动B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动2.汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的0.01倍，当速度为4 m/s时，加速度为0.4 m/s2.若保持此时的功率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是_m/s.（g取10 m/s2）3.飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率n v匀速飞行时，发动机的功率为A.np B.2np C.n2p D.n3p4.质量为5.00105 kg的机车，以恒定的加速度从静止出
8、发，经5 min行驶2.25 km，速度达到最大值54 km/h,则机车的功率为_W.5.铁路提速，要解决许多技术问题.通常，列车阻力与速度平方成正比，即f=kv2.列车要跑得快，必须用大功率机车来牵引.试计算列车分别以 120 km/h和40 km/h的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值.（提示：物理中重要公式有F=ma,W=Fs,P=Fv,s=v0t+at2）6.质量为m=4103 kg的汽车发动机的额定功率P0=40103 W，汽车从静止开始，以a=0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，所受阻力恒为Ff=2103 N，求：（1）汽车匀加速运动所用的时间t；（2）汽车可达的最大速度vm；（3）汽车速度为2vm/3时的加速度a7.汽车质量为5 t，其发动机额定功率为37.5 kW，汽车在水平道路上从静止开始起动，开始一段时间内，以加速度1.0 m/s2做匀加速运动，最后匀速运动的速度为15 m/s.求：（1）汽车做匀加速运动的时间.（2）汽车匀速运动后关闭发动机，还能滑多远？1
