专题 汽车启动的两种方式
复习：汽车启动问题
高考物理专题——汽车启动问题知识回顾：汽车由静止开始启动的实际过程较为复杂，在高中阶段我们可以把它简化成以下两种方式：一种是以恒定功率起动；另一种是以匀加速起动。
恒功率启动：当汽车以恒定功率P e 起动时，由Fv P e =知，v 增大，F 减小；由m f F a -=知a 减小，汽车做变加速直线运动。
当a =0，即F=f 时，汽车达到最大速度f P v e m =，此后汽车做匀速直线运动。
恒牵引力启动： 当汽车匀加速起动时，加速度mf F a -=恒定，但v 逐渐增大，由P=FV 可知P 增大，汽车做匀加速直线。
当P=P e 时，匀加速运动结束，由Fv P e =知V 增大，F 减小；由mf F a -=知a 减小，汽车做加速度逐渐减小的直线运动。
当a =0，即F=f 时，汽车达到最大速度fP v e m =，此后汽车做匀速直线运动。
【例1】 汽车发动机的额定功率为60kW ，汽车质量为5t ，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，求：（1）汽车以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？（2）汽车从静止开始，保持以0.5m/s 2的加速度做匀加速运动这一过程能维持多长时间? 解析：（1）汽车以额定功率起动,先做加速度减小\速度增加的变加速运动，当a=0时做匀速直线运动，此时速度最大V m ，则有kmg f F == m e Fv P =所以 s m kmgP v e m /12== （2）汽车以恒定加速度起动，加速度m kmg F a -=，功率随速度增大而增大，V 在达最大值之前，经历了2个过程：先是匀加速，然后是变加速运动。
当功率达到额定功率时，P e =FV 1，设保持匀加速运动的时间为t ，匀加速能达到最大的速度为V 1。
根据牛顿第二定律和运动规律得ma kmg F =- at v =1 1Fv P P e ==代入数据解得s t 16=对于汽车起动问题，首先要搞清楚是以什么方式起动，然后分析运动过程中各物理量的变化情况，最后根据试题的具体情况进行求解。
机车的两种启动方式课件
F f 牵
没有达到最大速度时，有瞬时 加速度。
例1
一．（
2010年郑州高一检测）质量为m=5×103 kg的汽车在水平
公路上行驶，阻力是车重的0.1倍.让车保持额定功率为60 kW,从静止开始行
驶，求（g取10 m/s2）：
二．（1）汽车达到的最大速度vmax;
三．（2）汽车车速v1=2 m/s时的加速度.
匀加速直线运动
达到P额时
F>F阻
保持P额 继续加速
v a
F 达到最大 速度vm
1、先匀加速再变加速最后匀变速加。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
匀速
变加速
匀加速
t
• 第一种方式：
• 第二种方式：
v m a x F P 阻 0 .1 P m g 0 .1 6 5 0 1 1 0 0 3 3 1 0 m /s 1 2 m /s.
【点评】机车以额定功率启动时，其运动可分为两
F1个线由过 运 牛vP 程动顿1： ， 第第第二6一 二 定0个个律21 过过得0F程程31是就-N F加是阻 速匀=3 m度速 a逐直,1 所渐线0以4 减运N 小动,.的变加速直
v
专题：机车的两种 启动方式
专题
➢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
汽 车
汽 车
➢汽车加速启动有两种方式：
的 启动;
际
引时
功
力 速 2、以恒定的加速度启动。
汽车启动的两种方式
然而，机械点火启动也有一些缺 点，例如容易受到环境影响，如 潮湿、震动等，导致点火不准确
或失效。
电子点火启动
随着电子技术的发展，电子点火启动逐 渐取代了机械点火启动。电子点火启动 使用电子控制单元来控制点火线圈，通 过传感器检测发动机的转速和负荷，控
制点火时间。
电子点火启动的优点是点火准确，能够 根据发动机的工况自动调整点火时间，
脚踏启动
总结词
通过踩下踏板进行启动，无需手动操 作。
详细描述
驾驶员将脚踩在刹车踏板上，然后踩 下油门踏板进行启动。这种方式需要 车辆具备自动启停功能，并且需要车 主将脚踏板设置为启动开关。
手势启动
总结词
通过手势进行启动，无需接触车辆。
详细描述
驾驶员在车辆前方的感应区域内做出特定手势，如挥手或做出"V"字手势，车辆 即可启动。这种方式需要车辆配备手势识别系统，并且需要车主事先设置好手势 密码。
03
两种启动方式的比较
安全性比较
传统钥匙启动方式
需要插入钥匙并转动，操作简单 但存在被盗风险。
无钥匙启动方式
通过智能钥匙或按键启动，无需 插入钥匙，安全性更高。
便捷性比较
传统钥匙启动方式
需要将钥匙插入并转动，操作相对繁 琐。
无钥匙启动方式
只需携带智能钥匙或按键启动，操作 简便。
成本比较
传统钥匙启动方式
太阳能启动
优势
环保、可再生能源利用；在阳光充足的地方，可以利用自然 光为汽车充电。
挑战
受地理位置和天气影响较大，阴雨天或阴影下太阳能板无法 正常工作。
氢燃料电池启动
优势
环保、零排放；能量密度高，续航里程长。
挑战
专题汽车启动的两种方式
THANKS.
踩下刹车踏板
与传统的点火方式一样，踩下 刹车踏板是启动发动机的必要 步骤。
智能识别
智能一键启动系统能够通过智 能识别来判断是否允许启动发 动机，例如识别智能钥匙是否
在车内。
传统点火启动方式的
02Biblioteka 优缺点优点可靠性高
传统点火启动方式经过长时间的技术 优化和改进，具有很高的可靠性和稳 定性，能够满足大多数驾驶者的需求。
无远程启动功能：无法实现远程启动发动机，只能在车 辆附近进行手动点火。
安全性能比较
智能一键启动
自动识别驾驶员身份：智能一键启动系统能够自动识别 车主的智能钥匙，减少因误操作而启动发动机的风险。
无防遗忘功能：传统点火启动系统不具备防遗忘功能， 如果车主忘记关闭车门或未将钥匙带离车辆，存在一定 安全隐患。
对原车结构的改动
安装智能一键启动系统需要对原车结 构进行一定程度的改动，可能会影响 车辆的保修。
存在被盗风险
智能一键启动系统存在被破解的风险， 如果被盗，可能会导致车辆被非法启 动和盗窃。
智能一键启动与传统
04
点火启动的比较
功能比较
支持远程启动功能
通过智能钥匙或手机应用程序，车主 可以在距离车辆一定范围内，远程启 动发动机，方便提前预热或制冷。
使用便利性比较
智能一键启动
支持远程启动：车主可以在距离车辆一定范围内，通过 智能钥匙或手机应用程序远程启动发动机，方便提前预 热或制冷。
专题强化06机车的两种启动方式—2024高一物理必修二期中期末满分专题复习【人教版2019】
专题强化06机车的两种启动方式[学习目标] 1.会分析机车以恒定功率和以恒定加速度启动过程中各物理量的变化(重点)。
2.掌握机车启动问题的分析思路和分析方法(难点)。
一、以恒定功率启动一汽车在水平路面上以恒定功率P从静止开始加速运动，运动过程中受到的阻力大小为F f：(1)机车功率指的是合力做功的功率(总功率)还是牵引力做功的功率？(2)汽车在启动过程中速度v、加速度a怎么变化？汽车的最大速度是多大？(3)试在图中定性画出此过程中的v－t图像。
答案(1)机车功率指的是发动机的功率，即牵引力做功的功率。
(2)(3)如图所示：例1一列火车总质量m＝500 t，机车发动机的额定功率P＝1.2×106 W，在水平轨道上行驶时，轨道对列车的阻力F f是车重力的0.01倍，g＝10 m/s2，求：(1)列车在水平轨道上行驶的最大速度；(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度为v1＝10 m/s时，列车的瞬时加速度大小a1；(3)在水平轨道上以36 km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P′；(4)若火车从静止开始，额定功率保持不变启动时，当加速度a＝0.5 m/s2时，列车的速度为多大。
答案(1)24 m/s(2)0.14 m/s2(3)5×105 W(4)4 m/s解析(1)列车以额定功率工作，当牵引力等于阻力，即F＝F f＝kmg时列车的加速度为零，速度最大，则v m＝PF＝Pkmg＝24 m/s(2)v1＝10 m/s<v m，此时列车做加速运动，F1＝Pv1＝1.2×105 N，由牛顿第二定律可知F1－F f＝ma1解得a1＝0.14 m/s2(3)当v＝36 km/h＝10 m/s时，列车匀速运动，F′＝F f，则发动机的实际功率P′＝F f v＝5×105 W(4)根据牛顿第二定律得，牵引力F″＝F f＋ma＝3×105 N，所以额定功率下的速度大小为v′＝PF″＝4 m/s。
汽车的两种启动方式
车站出发行驶5分钟，速度达到20m/s，那么
在这段时间内，列车行驶的路程（ C ）
A.一定小于3km
B.一定等于3km
C.一定大于3km
D.不能确定
解：画出运动的v-t图象如图示，
v
20m/s
若为匀变速运动，则图象如图示，
位移为3km，故选C 0
t 5min
2、汽车先做匀加速运动，再做变加速运动。
（2）、做出整个过程的V-t图象
0
t
1．按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，
则[ C D]
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
V Vm
0
t
变式题. 列车在恒定功率机车的牵引下，从
W= W1+ W2=2.88 ×105J
变式题：一起重机的钢丝绳由静止开始匀加速提起质
量为 m 的物体，当物体的速度为 v1 时，起重机的有用功率 达到最大值 P，以后起重机保持该功率不变，继续提升直 到以最大速度 v2 匀速上升为止，则整个过程中，下列说法
正确的是（ ）
A．钢
绳的最大拉力为
m
g
v 2
Vm
（2）、做出整个过程的V-t图象 V1
0
t
2、质量为1.4 t的汽车在平直公路上从静止开始运动，先
做匀加速直线运动，5s末达额定功率之后保持额定功率运
动，其运动情况如图示，求（1）汽车所受的阻力，（2）
汽车的额定功率（3）前10s内牵引力做的功
解：前5s内，a=1.6m/s2 S=1/2at2 =20m
v/ms-1
汽车启动的两种方式讨论
v
vm
阻
0
t1
t
可以说机车以 可以说机车以 恒定加速度启 动包含了以额 定功率启动模 式
直线是二者的最大区别
做个会思考的人
总结： 、做匀加速运动只能维持一段时间,在这段 总结：1、做匀加速运动只能维持一段时间 在这段 时间内牵引力的功率随时间的增大而增大,当增大到 时间内牵引力的功率随时间的增大而增大 当增大到 额定功率时,匀加速运动结束匀加速的时间为 匀加速运动结束匀加速的时间为： 额定功率时 匀加速运动结束匀加速的时间为：
t 1=
P额 (ma+f阻)a
2.匀加速结束时的速度并不是汽车的最大速度， 2.匀加速结束时的速度并不是汽车的最大速度， 匀加速结束时的速度并不是汽车的最大速度 不论是哪种方式启动，最大的速度都是V 不论是哪种方式启动，最大的速度都是Vm=P额/f阻
例2、汽车发动机的输出功率为 P=60kw 并保持 、 不变，汽车的质量为5T，汽车在平直公路行驶时， 不变，汽车的质量为 ，汽车在平直公路行驶时， 阻力是车重的0.1倍，（g=10m/s2）求: 阻力是车重的 倍，（ 1）汽车运动的最大速度。 ）汽车运动的最大速度。 2）当汽车的加速度为 速度为多大？ ）当汽车的加速度为2m/s2时，速度为多大？ 3）当汽车的速度为 ）当汽车的速度为6m/s时，加速度为多大？ 时 加速度为多大？
− kmg m
104 − 5×103 m m 2 = 2 =1 3 s s 5×10
练一练
质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动的阻力恒为 质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动的阻力恒为 5t的汽车 P=90kW, 车重的0.05倍 车重的0.05倍。 0.05 1.求汽车沿水平道路行驶的最大速度? 1.求汽车沿水平道路行驶的最大速度? 求汽车沿水平道路行驶的最大速度 2.设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动, 2.设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动,加速度 设汽车由静止起沿水平道路做匀加速直线运动 求汽车维持这一加速度行驶的最长时间(g=10m/s a=0.4m/s2,求汽车维持这一加速度行驶的最长时间(g=10m/s2) 3.当车速是30m/s时 加速度是多大? 3.当车速是30m/s时,加速度是多大? 当车速是30m/s 4.开始运动后的第3秒末，汽车的即时功率为多大？ 4.开始运动后的第3秒末，汽车的即时功率为多大？ 开始运动后的第
(人教版2019必修第二册)高一物理 专题1：机车的两种启动方式(分层练习)(原卷版+解析)
专题1：机车的两种启动方式一、以恒定功率启动1．（2022春·陕西咸阳·高一期末）一辆汽车在水平公路上行驶，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，汽车的发动机始终以额定功率输出。
关于牵引力和汽车速度，下列说法中正确的是（）A．汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B．汽车加速行驶时，牵引力增大，速度增大C．汽车加速行驶时，牵引力减小，速度增大D．当牵引力等于零时，速度达到最大值【答案】C【详解】ABC．根据P Fv=由题意可知汽车的发动机始终以额定功率输出，可知汽车加速行驶时，汽车速度增大，牵引力减小，C正确，AB错误；D．当牵引力等于汽车所受阻力时，汽车速度达到最大值，D错误。
故选C。
2．（2022春·陕西渭南·高一渭南高级中学阶段练习）质量为m的汽车在平直公路上启动，阻力f保持不变，当它以加速度a加速到速度v时，发动机的实际功率正好等于额定功率P，从此时开始，发动机在额定功率下工作，则此后（）A．汽车的牵引力先减小后不变B．汽车的牵引力为f+maC．汽车的最大速度为PmaD．汽车的加速度在增大【答案】A【详解】ABD．由P Fv=，可知当达到速度v后，此时牵引力大于阻力，继续做加速运动，则牵引力减小，由牛顿第二定律可知F f ma-=汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，加速度减小到零，速度达到最大，所以汽车的牵引力先减小后不变，故A正确，BD错误；C．汽车的最大速度为故选A 。
3．（2022春·河北石家庄·高一阶段练习）（多选）连准扬镇高铁扬州段12月11日正式开通，如图所示，“复兴号”列车正沿直线驶出扬州东站，假设列车质量为m ，牵引电机的输出功率恒为P ，所受阻力恒为f 。
某时刻速度为1v 、加速度为1a ，一段时间t 后速度为2v ，在这段时间内位移为x 。
下列关系式正确的是（ ）A ．122v v x t +>B ．11P f a mv m =- C ．21112x v t a t =+ D ．22211122Pt mv mv =-可知速度增大，牵引力减小，加速度减小，即车做加速度减小的变加速直线运动，不是匀变速直线运动，则位移表达式不成立，C错误；A ．根据上述分析，作出v —t 图如图所示由于车做加速度减小的变加速直线运动，则该运动的位移大于如图虚线描述的匀加速直线运动的位移，则有B ．列车速度为v 1时，牵引力是1P v ，根据牛顿第二定律得解得B 正确；D ．根据动能定理可知解得D 错误。
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① ②
匀加速直线运动
a0
o
t (s)
a1 a2
o
t (s)
v( m / s )
v( m / s )
变加速直线运动 a逐渐减小
变加速直线运动 a逐渐增大
o
t (s)
o
t (s)
汽车加速运动的情况有两种：
1、以额定功率P额启动
P额 F牵 v
结论：
F牵 f ma
f
v
F牵
1、汽车先变加速后匀速直线运动。
2、以恒定加速度（a）启动
P实<P额，继续匀加速 加速度a一定
v at
速度v
牵引力F牵’不变
P实 F牵 ' v
实际功率P实
匀加速直线运动 P实= P额 时
F牵 ' f
保持P额继续加速
v , F牵 ，
F牵 f 时
达到最大速度vm
P额 vm ' F牵 ' f
变加速直线运动
汽车加速运动的情况有两种：
P Fvm fvm
f F
P 1200 vm m / s 20 m / s f 60
G
例2：如图所示是一学生骑车爬坡的情形。假如他骑车时的
最大功率是1380W，车和学生的总质量为80kg，斜坡倾角为 30°，运动过程中受到的阻力恒为60N，则此学生骑车上坡 的最大速度是多少？ (g取10m/s2) y 解：当人骑车向前的牵引力等于摩擦阻力 与重力沿斜面向下的分力之和时速度最大， F支 F f x
匀速
变加速
v
vm o vm t o
匀速
变加速
匀加速
t
共同点：当a=0 ，F牵=f，汽车做匀速直线 运动时,v 到达最大值,P实=P额。vm P额 P额 F牵 f
例1：如图所示是一学生骑车的情形。假如他骑车时的最
大功率是1200W，车和学生的总质量为75kg，运动过程中
受到的阻力恒为60N，则此学生骑车的最大速度是多少？ (g取10m/s2) 解：当人骑车向前的牵引力等于阻力时速 度最大，则 F支
2、以恒定加速度（a）启动
P实 F牵 ' v
结论：
F牵 ' f ma
f
v
F牵
1、汽车先匀加速再变加速最后匀速。
2、当汽车做匀速直线运动时，
a=0 ， F牵 f ，速度最快。 v 匀速 vm P额 P额 变加速 vm F牵 f o 匀加速
t
汽车加速运动的情况有两种： 1、以额定功率P额启动 2、以恒定牵引力F牵启动 （以恒定加速度a启动） v
P Fv
实际功率
瞬时速度
在汽车等交通工具一类问题中，式中
P 为发动机的实际功率，F 为发动机的牵
引力，v为汽车的瞬时速度。
专题 汽车启动的两种方式
汽车加速运动的情况有两种：
1、以额定功率P额启动
v
f
F牵
由牛顿第二定律知：F牵
f ma F牵 v
牵引力由发动机产生： P额
汽车加速运动的情况有两种：
2、当汽车做匀速直线运动时，
a=0 ， F牵 f ，速度最快。v 匀速 m P额 P额 变加速 vm o F f
牵
v
t
汽车加速运动的情况有两种：
2、以恒定加速度（a）启动
v
f
F牵 '
由牛顿第二定律知： F牵 ' 牵引力由发动机产生：P实
f ma F牵 ' v
汽车加速运动的情况有两种：
1、以额定功率P额启动
f
v
F牵
功率P 一定
速度v
P额 F牵 v
ห้องสมุดไป่ตู้
牵引力F牵
阻力f 不变
F牵 f a m
加速度a
变加速直线运动 a=0，F = f 时 达到最大速度vm
P额 P额 vm F牵 f
匀速直线运动
回顾速度——时间（v-t）图像：
v( m / s ) v( m / s )
匀速直线运动
（3）保持牵引力不变时的时间。
则
P Fvm ( f mg sin )vm
P vm f mg sin 1380 m / s 3m / s 1 60 80 10 2
G
例3：有一质量为2 t的汽车，它的发动机的额定功率为20kW， 汽车在平直公路上从静止开始运动，在发动机的输出功率小于 额定功率时，设法保持牵引力恒为2×103N，汽车所受阻力恒 为1×103N，求： （1）汽车运动的最大速度多大？ （2）保持牵引力不变时的加速度大小。
复习
1、功率：做功与做功所用时间的比值。
W P t
（求平均功率）
P Fv （求平均功率、瞬时功率）
2、物理意义：功率是表示力对物体做功快慢的物理量。 3、单位：瓦特，简称瓦，符号W。
1kW = 103W
4、一般情况下，实际功率小于或等于额定功率；在极短 时间里，实际功率可大于额定功率。
牵引力