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1、P=FV在机车启动问题中的应用李红军复习1、功率:(1)功w跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率。(2)公式:p=w/tW=FSP=FS/tP=FV说明: p=w/t是平均功率,对功率P=FV,当v为平均速度时,P为平均功率,当V为瞬时速度时,P 为瞬时功率。对于力F与速度V不在同一直线时,不能直接用P=FV而是P=FVCos (3)平均功率,瞬时功率,额定功率,实际功率机车启动的两种情况以恒定的功率启动以恒定的加速度a 启动以恒定的功率启动恒定的功率启动P=FVP(一定) = F VF -f=ma当a=0时,v不变机车匀速运动这时,F=f阻而vm=P额/f阻 为机车行驶的最大速度。汽车牵引功
2、率保持恒定时,由P = FV可知,牵引力大小与速度成反比。结合牛顿第二定律F f = ma可知,汽车以恒定功率启动的过程,随着汽车速度V的逐渐增大,汽车的加速度逐渐减小,直至加速度等于0,最后汽车做匀速运动。例:汽车的反动机的额定牵引功率为60KW,汽车的质量为5t汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,求:汽车保持以额定用率从静止启动后能达到的最大速度是多少?分析:当汽车发动机功率一定时,由公式P=FV得牵引力和速度成反比,所以随着汽车速度的增加,牵引力不断减小,即汽车做加速度不断减小的加速运动,当牵引力F和阻力f相等时,加速度为零,这时汽车速度达到最大值,之后汽车做匀速直线运动。解:
3、汽车达到最大速度是a=0,则有:F=f=0.1mgP=FVm Vm=P/0.1mg=12(m/s)tV Vm思考:当汽车在平直公路行驶时,前方遇到了一段较徒的上坡路段,汽车司机应做好什么调整,才能确保汽车驶到坡顶?只靠加大油门能否顺利到达坡顶?以恒定的加速度a 启动据P=FV,a一定F也一定,随增大而增大,当达到额后,、a不能维持,开始减小,大速度还要增大,直到a=0,达到最大m=P额/f阻例:汽车的反动机的额定牵引功率为60KW,汽车的质量为5t汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,求:若汽车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动,这一过程能维持多少时间?解:a=(
4、F-f)/mF=ma+f=7500(N)设保持匀加速的时间为t,匀加速能达到的最大速度为V1,则V1=at,汽车速度达到v1时:P额FV1V1=8m/s,所以t=16stV Vmv1练习:1、质量为t的汽车,发动机输出的功率恒等于额定功率KW,在水平公路上能达到最大速度为15m/s,当汽车的速度为m/s时的加速度为多少?2、起重机将重物以加速度做匀加速运动,经过时间t,向上吊起H高, 则起重机对重物所做的功是多少?该时刻的输出功率是多少?这段时间的平均输出功率是多少?小结:小结:1、根据、根据P=FV,以额定功率启动,以额定功率启动P不变,不变,V增加,增加,F减小,做加速度减小的加速运动。当牵引力减到最减小,做加速度减小的加速运动。当牵引力减到最小等于阻力时,速度达到最大,做匀速直线运动。小等于阻力时,速度达到最大,做匀速直线运动。2、以实际功率启动,一般研究做匀加速直、以实际功率启动,一般研究做匀加速直线运动,功率在增加,不能超过额定功率。线运动,功率在增加,不能超过额定功率。当功率达到额定功率,匀加速直线运动结束,当功率达到额定功率,匀加速直线运动结束,以后的运动情况又回到第一种情况。以后的运动情况又回到第一种情况。注意:注意:P=FV中的中的F是机车的牵引力,而非车是机车的牵引力,而非车辆所受合力。辆所受合力。