专题：机车的两种启动方式课件
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功和功率专题：机车启动问题 课件 -高一物理人教版(2019)必修第二册
D.此过程汽车的最大速度为43.6 m/s
以恒定功率启动
v0=0，P一定
v↑
F ↓＝
→P v↑
a↓＝
F↓－→F阻 →m
F阻
v—t 图象
F牵
a减小的变加速运动
v
vm
加速阶段 的图象
0
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P F阻
F阻
F牵
保持 vm
匀速
vm
匀速运动
匀速阶段 的图象
t
以恒定功率启动
说明：
1.F为变力时，发动机做的功只能用 W=Pt 计算，不能用W =Fl 计算。
( m a+ f阻 ) a
v1
说明：
1.达到最大速度的本质条件:a=0
0 t1
t
2.匀加速结束的条件是：P实=Pmax=P额
3.当匀加速结束时速度为v1，P额=Fv1=f阻Vm (其中F=ma+f阻)
以恒定加速度启动
画出整个过程中汽车运动的P－t图像. 答案 如图所示：
习题精讲
例2 在水平路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总 质量为5 t，在水平路面上所受到的阻力大小为5×103 N，求： (1)汽车所能达到的最大速度的大小；
新教材人教版（2019版） 物理（高中必修第二册）
第八章 机械能守恒定律
第1节 功和功率—专题：机车启动问题
课堂引入
机车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
瞬时速度
v
功率
P=F v
牵引力
启动方式
机车的启动方式有两种：
1.以恒定功率 P 启动;(P≤P额) 2.在恒定的牵引力F作用下 匀加速启动。
以恒定功率启动
v0=0，P一定
v↑
F ↓＝
→P v↑
a↓＝
F↓－→F阻 →m
F阻
v—t 图象
F牵
a减小的变加速运动
v
vm
加速阶段 的图象
0
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P F阻
F阻
F牵
保持 vm
匀速
vm
匀速运动
匀速阶段 的图象
t
以恒定功率启动
说明：
1.F为变力时，发动机做的功只能用 W=Pt 计算，不能用W =Fl 计算。
( m a+ f阻 ) a
v1
说明：
1.达到最大速度的本质条件:a=0
0 t1
t
2.匀加速结束的条件是：P实=Pmax=P额
3.当匀加速结束时速度为v1，P额=Fv1=f阻Vm (其中F=ma+f阻)
以恒定加速度启动
画出整个过程中汽车运动的P－t图像. 答案 如图所示：
习题精讲
例2 在水平路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总 质量为5 t，在水平路面上所受到的阻力大小为5×103 N，求： (1)汽车所能达到的最大速度的大小；
新教材人教版（2019版） 物理（高中必修第二册）
第八章 机械能守恒定律
第1节 功和功率—专题：机车启动问题
课堂引入
机车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
瞬时速度
v
功率
P=F v
牵引力
启动方式
机车的启动方式有两种：
1.以恒定功率 P 启动;(P≤P额) 2.在恒定的牵引力F作用下 匀加速启动。
机车的两种启动方式精解20页PPT
机车的两种启动方式精解
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
20
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可பைடு நூலகம்的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
20
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可பைடு நூலகம்的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
机车的两种启动方式教学内容
机车的两种启动方式
机车的两种启动方式
机车启动通常有两种方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动.
1•机车以恒定功率启动的运动过程
机车达到最大速度时， a = 0 , F = f, P = Fv m= fv m,这一启动过程的v—t图象如图所示.
这一运动过程的v—t图象如图所示.
■0洛別込理(1)机车以恒定加速度启动时，先后经过两个过程，匀加速结束时的速度
并未达到整个过程的最大速度v m，只是达到匀加速度阶段的最大速度.
(2)在P = Fv中，因为P为机车牵引力的功率，所以对应的F是牵引力并非合力.
门- 汽车的质量为 2 000 kg,汽车发动机的额定功率为80 kW，它在平直的公路上
行驶时所受的阻力是 4 000 N，试求：
(1)汽车保持额定功率从静止启动后达到的最大速度是多少?
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
_加谨度遂渐械步
的咙加建白鵲运动
匀速直一
线运动一
F不变
不变
T--------- 匀加速也红动-。
6.3机车启动的两种方式
2、（09· 上海）与普通自行车相比，电动自行车骑 行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术 参数。在额定输出功率不变的情况下，质量为 60Kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶，所受阻 力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大 速度时，牵引力为 N,当车速为2m/s时，其加速 度为 m/s2(g=10 m/s2)
7、（2012福建卷）如图，用跨过光滑定滑轮的缆 绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。 已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为 m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度 大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历 时间为t1，A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计 。求： （1）小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的 功wf； （2）小船经过B点时 的速度大小v1； （3）小船经过B点时 的加速度大小a。
①牛顿第二定律：F合=F -f=ma ②P=Fv的变形式：F=P/v 和v= P/f ③运动学公式、动能定理。
1．以恒定功率启动
P/f =
2．以恒定加速度启动
a=(P/v-f)/m
P0/f= P0/(f+ma)=
常求物理量： ①最大速度vm ②加速度a ③位移x ④功W
⑤匀加速运动的时间
1、( 2002年上海高考试题）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Ff= kv2。列车要跑得快，必 须用大功率的机车来牵引。 （1）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; （2）除上题涉及的问题外，还有许多其他技 术问题需要解决。例如：为了减少列车在高 速行驶中的振你再举一例，并简要说 明。
5.汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度 达到v0的过程中的平均速度为v1；若汽车由 静止开始满功率行驶，速度达到v0的过程中 的平均速度为v2，且两次历时相同，则（ ） A. v1>v2 B. v1<v2 C. v1=v2 D. 条件不足，无法判断
专题 机车启动的两种方式(课件)-高中物理(人教版2019必修第二册)
小试牛刀
2、（多选）按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，
则（
）
A．汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大
B．汽车可以做匀加速运动
C．汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大
D．汽车达到最大速度时，所受合力为零
CD
小试牛刀
3、(多选)火车从车站开出做匀加速运动，若阻力与速度成正比，则( ACD ) A．火车发动机的功率一定越来越大，牵引力越来越大 B．火车发动机的功率恒定不变，牵引力越来越小 C．当火车达到某一速率时，若要保持此速率做匀速运动，则发动机的功率这 时应减小 D．当火车达到某一速率时，若要保持此速率做匀速运动，则发动机的功率一 定跟此时速率的二次方成正比
牵引力为： F P额 80 000 N 5103 N
v
16
所以汽车的加速度为：a
F f m
5103 4103
2 103
=0.5 m/s2
答案： (1)4×103 N (2)5 s (3)48 kW (4)0.5 m/s2
小试牛刀
1、拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢，这样做的主 要目的是( ) D A．节省燃料 B．提高柴油机的功率 C．提高传动机械的效率 D．增大拖拉机的牵引力
根据牛顿第二定律有: F–f=ma F=f+ma=4.5×103N 匀加速运动完毕时有:P=Pm ∵Pm=Fv ∴v=Pm／F=9.0×104 ／4.5×103m/s=20m/s ∵v=at ∴t=v／a=50s 错误解法:vm=at t=vm／a=90s
【例题】假定额定功率80 kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s，汽 车质量为2×103 kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2 m/s2， 运动过程中阻力不变，求： (1)汽车所受的恒定阻力大小； (2)汽车匀加速运动的最长时间. (3)3 s末汽车的瞬时功率多大？ (4)速度为16 m/s时汽车的加速度多大？
专题：机车的两种启动方式(PXH)2020
v
5
根据牛顿第二定律，有： F f ma
可得： a F f 1.2104 5000 m / s2 1.4m / s2
m
5000
Hale Waihona Puke 解：（2）汽车以恒定加速度启动
根据牛顿第二定律，有： F f ma
可得： F f ma 7500N
当P=P额时，匀加速运动可以达到最大速度为：
v1
P额 F
(2)达到额定功率以后，便做变加速直线运动， 切不可误用匀变速运动规律求解．
(3)汽车匀加速启动时，匀加速运动过程中的末 速度不是汽车运动过程中的最大速度．
练习
3、汽车从静止开始能保持恒定加速度a做匀加速运动的
最长时间为t，此后汽车的运动情况是( A．加速度恒定为零，速度也恒定
)
B
B．加速度逐渐减少到零；速度逐大到最大值后保持匀速
解： （2）汽车以恒定加速度启动
根据牛顿第二定律，有： F f ma
可得： F f ma 8000N
当P=P额时，匀加速运动可以达到最大速度为：
v1
P额 F
80 103 8000
m/s
10m / s
所以，匀加速运动的时间为：
t1
v1 a
10 2
s
5s
1、某汽车发动机的额定功率为60KW，汽车质量为5t，汽车 在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。（g取10m/s2） 求： （1）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是 多少？当汽车速度达到5m/s时，其加速度是多少？ （2）若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，汽车做匀加速直线运 动这一过程能维持多长时间？
)
A．列车做匀加速直线运动
B．列车的速度和加速度均不断增加
机车启动
2、以恒定的加速度a启动 假设m,f不变
v
现在请同学们先自己分析
启动时汽车的加速度a，牵引
力F，瞬时速度v的变化情况。
ห้องสมุดไป่ตู้
a＝
F－F阻
m
F
v↑
P↑＝F v↑
当P= P额时， F>F阻，保持P额 继续加速
匀加速直线运动
v↑
F↓＝Pv↑额
a↓＝
F↓－F阻
m
v 当F= F阻时， m＝
a＝0 ，v达到最大
P额 F阻
三：巩固练习：
1.汽车发动机的额定功率为100KW，汽车的质量为 10t，汽车在水平路面上行驶时，阻力恒为车重的0.1 倍，g=10m/s2。 （1）汽车保持额定功率不变从静止启动后，
①汽车所能达到的最大速度是多大？ vm=10m/s ②当汽车的加速度为1m/s2时速度多大？ v=5m/s
③当汽车的速度为4m/s时加速度多大？ a=1.5m/s2
（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做 匀速直线运动，这一过程能维持多长时间？
t=13.3s
2.汽车由静止起动即以加速度a作匀加
速运动，则汽车达到额定功率时，汽车 的速度：
A．同时达到最大值； B．还没有达到最大值； C．在没有达到额定功率前达到最大值； D．此后保持不变
3.一起重机由静止开始匀加速竖直提起质量为 m率的达重到物最，大当值重P，物以的后速起度重为机v1保时持，该起功重率机不的变功， 继续提升重物，直到以最大速度匀速上升为止， 重力加速度为g,空气阻力不计. （1）试对重物上升的整个过程进行运动性质分 析. （2）求钢绳的最大拉力为多大？ （3）求重物的最大速度为多大？
专题：机车的两种启动方式
机车启动的两种方式
机车启动的两种方式
机车启动的两种方式如下：1. 恒定功率启动：由牛顿第二定律：F-f=maF=P/vP不变 v逐渐增大 所以F减小 因此a减小 所以汽车做加速度逐渐减小的加速运动随着v逐渐增大 F逐渐减小，当F=f时，汽车所受合力为零，做匀速运动。
2. 恒定加速度启动：由牛顿第二定律：F-f=maF=P/v(P表示瞬时功率)开始时，a不变，所以F不变，又因为v=at，所以v逐渐增大，又因为F不变，所以P增大，当P增大到额定功率P时，P不变 v逐渐增大 所以F减小 因此a减小 所以汽车做加速度逐渐减小的加速运动，随着v逐渐增大 F逐渐减小，当F=f时，汽车所受合力为零，做匀速运动。
汽车启动注意事项如下：1、启动发动机前，应确认发动机状况良好后再使用启动机。
2、启动前应将变速器挂上空挡，启动同时踩下离合器踏板，严禁用挂挡启动来移动车辆。
3、当启动机启动过程中，驱动齿轮未进入齿圈而高速运转时，应迅速松开启动钥匙。
若启动机不能停转，应立即关闭电源总开关，或拆下蓄电池接线，查找故障。
4、发动机启动后，应及时关断启动开关，以免单向离合器被瞬间反带而早期损坏。
5、使用无自保护功能的启动机时，启动后及时回转钥匙，发动机正常运转时，勿随意按启动按钮。
6、严禁使用启动机对发动机排除故障及挂挡移动车辆。
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教学拓展
专题：机车的两种启动方式
v
汽车的功率
v
汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
P = F·v
汽 车 功 率 汽 车 的 牵 引 力 汽 车 的 瞬 时 速 度
汽车加速启动有两种方式： 1、以额定功率P额启动;
2、以恒定的加速度启动。
1、以额定功率P额启动
例1：汽车发动机的额定功率为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，g =10m/s2。汽车保持额定功率不变。 从静止启动后:
t=16s
• 第一种方式： 汽车以恒定功率启动
• 第二种方式： 汽车以恒定加速度启动
v
vm
匀速 变加速 变加速 匀加速 匀速
共同点:当F牵=F阻,a=0,汽车做匀速直 线运动时, v达最大值, vm=P额/ F阻。
t
练一练：汽车发动机的额定功率为100KW，汽车的 质量为10t，汽车在水平路面上行驶时，阻力恒为车 重的0.1倍，g=10m/s2。 （1）汽车保持额定功率不变从静止启动后，
汽车的两种运动状态
1、没有达到最大速度时，有瞬时加速度。 汽车做加速度逐渐减小的变加速运动。
F牵 F阻 ma
P额 P额 vm F牵 f
P额 F牵 v
2、达到最大速度时，a=0。此后做匀速直线运动。
注意：发动机的功率指牵引力的功率而
不是指合外力或阻力的功率。
2、以恒定的牵引力F启动 P<P额，继续匀加速
①汽车所能达到的最大速度是多大？ vm=10m/s
②当汽车的加速度为1m/s2时速度多大？ v=5m/s
③当汽车的速度为4m/s时加速度多大？ a=1.5m/s2
（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做 匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ t=13.3s
①汽车所能达到的最大速度是多大？ 12m/s
②当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 4m/s
③当汽车的速度为6m/s时加速度多大？ 1m/s2
1、以额定功率P额启动
P额 F牵 v 瞬时速度
V↑ F>f 牵引力 F↓ a&g度
a↓
图像：
匀速 变加速
F=F阻，a=0 v最大
加速度a 一定
v=at
速度v
牵引力 不变
P Fv
功率P
匀加速直线运动
达到P额时 保持P v 额 F>F阻 继续加速 a
F
达到最大 速度vm
1、先匀加速再变加速最后匀速。 变加速直线运动 2、当F=F阻时速度最大。
2、以恒定的牵引力F启动
特 1、先匀加速再变加速最后匀速。 点 2、当F=F阻时速度最大。
v
图像：
vm
变加速
匀速
匀加速
t
例2：汽车发动机的额定功率为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，
g=10m/s2。
①若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀速 直线运动，这一过程能维持多长时间？ ②汽车所能达到的最大速度是多大？
答案：①F=7500N v=8m/s ②12m/s
专题：机车的两种启动方式
v
汽车的功率
v
汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
P = F·v
汽 车 功 率 汽 车 的 牵 引 力 汽 车 的 瞬 时 速 度
汽车加速启动有两种方式： 1、以额定功率P额启动;
2、以恒定的加速度启动。
1、以额定功率P额启动
例1：汽车发动机的额定功率为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，g =10m/s2。汽车保持额定功率不变。 从静止启动后:
t=16s
• 第一种方式： 汽车以恒定功率启动
• 第二种方式： 汽车以恒定加速度启动
v
vm
匀速 变加速 变加速 匀加速 匀速
共同点:当F牵=F阻,a=0,汽车做匀速直 线运动时, v达最大值, vm=P额/ F阻。
t
练一练：汽车发动机的额定功率为100KW，汽车的 质量为10t，汽车在水平路面上行驶时，阻力恒为车 重的0.1倍，g=10m/s2。 （1）汽车保持额定功率不变从静止启动后，
汽车的两种运动状态
1、没有达到最大速度时，有瞬时加速度。 汽车做加速度逐渐减小的变加速运动。
F牵 F阻 ma
P额 P额 vm F牵 f
P额 F牵 v
2、达到最大速度时，a=0。此后做匀速直线运动。
注意：发动机的功率指牵引力的功率而
不是指合外力或阻力的功率。
2、以恒定的牵引力F启动 P<P额，继续匀加速
①汽车所能达到的最大速度是多大？ vm=10m/s
②当汽车的加速度为1m/s2时速度多大？ v=5m/s
③当汽车的速度为4m/s时加速度多大？ a=1.5m/s2
（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做 匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ t=13.3s
①汽车所能达到的最大速度是多大？ 12m/s
②当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 4m/s
③当汽车的速度为6m/s时加速度多大？ 1m/s2
1、以额定功率P额启动
P额 F牵 v 瞬时速度
V↑ F>f 牵引力 F↓ a&g度
a↓
图像：
匀速 变加速
F=F阻，a=0 v最大
加速度a 一定
v=at
速度v
牵引力 不变
P Fv
功率P
匀加速直线运动
达到P额时 保持P v 额 F>F阻 继续加速 a
F
达到最大 速度vm
1、先匀加速再变加速最后匀速。 变加速直线运动 2、当F=F阻时速度最大。
2、以恒定的牵引力F启动
特 1、先匀加速再变加速最后匀速。 点 2、当F=F阻时速度最大。
v
图像：
vm
变加速
匀速
匀加速
t
例2：汽车发动机的额定功率为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，
g=10m/s2。
①若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀速 直线运动，这一过程能维持多长时间？ ②汽车所能达到的最大速度是多大？
答案：①F=7500N v=8m/s ②12m/s