两种汽车启动方式
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。
高中物理必修二 新教材 试卷讲义 第八章 专题强化 机车的两种启动方式
机车的两种启动方式[学习目标]会分析两种机车启动方式中各物理量的变化并能进行相关计算．一、以恒定功率启动导学探究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．例1在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力大小恒定，且为车重力的0.1倍(g取10 m/s2)，汽车以不变的额定功率从静止启动，则：(1)汽车的加速度如何变化？(2)当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小是多少？二、以恒定的加速度(牵引力)启动导学探究若一汽车在水平路面上以恒定加速度开始启动，额定功率为P额，运动过程中受到的阻力大小为F f.(1)汽车匀加速运动过程中，牵引力如何变化？汽车的实际功率如何变化？(2)当汽车的实际功率达到额定功率P额时，汽车的速度是多大？此时汽车的速度是否为最大速度？之后功率将如何变化？(3)分析整个运动过程并画出汽车运动的v －t 图像．(4)画出整个过程中汽车运动的P －t 图像．(5)求出整个过程中汽车的最大速度．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恒为5×103 N ，求：(1)汽车所能达到的最大速度的大小；(2)若汽车以0.5 m/s 2的加速度由静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长的时间；(3)若汽车以额定功率启动，则汽车的车速为v 1＝2 m/s 时的加速度多大；(4)若汽车以v 2＝6 m/s 的速度匀速行驶，汽车的实际功率多大．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v －t 图像如图所示．已知汽车的质量为m ＝2×103 kg ，汽车受到的阻力大小恒为车重力的110，g 取10 m/s 2，则( )A ．汽车在前5 s 内受到的阻力大小为200 NB ．前5 s 内的牵引力大小为6×103 NC ．汽车的额定功率为40 kWD ．汽车的最大速度为20 m/s机车启动问题中几个物理量的求法分析机车启动问题，要抓住两个核心方程：牛顿第二定律方程F －F f ＝ma 联系着力和加速度，P ＝F v 联系着力和速度．结合v －t 图像进行分析．(1)机车的最大速度v m 的求法．机车最终匀速前进时速度最大，此时牵引力F 大小等于阻力大小F f ，故v m ＝P F ＝P F f. (2)匀加速启动持续时间的求法．牵引力F ＝ma ＋F f ，匀加速阶段的末速度v m ′＝P 额ma ＋F f ，时间t ＝v m ′a . (3)瞬时加速度的求法．根据F ＝P v 求出牵引力，则加速度a ＝F －F f m.。
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
高中物理 专题-汽车启动的两种方式
P额 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
P Fvm fvm
f
vm
P f
1200 60
vm
P额 F牵
P额 f
vm o
v
匀速
变加速
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
vm
匀速
o 变加速
t
v vm
匀速 变加速
o 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 F牵
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
1、以恒定功率P额启动
v
f
F牵
由牛顿第二定律知：F牵 f ma 牵引力由发动机产生： P额 F牵v
阻力f恒定不变
v
f
F牵
功率P 一定
v vm
匀速 变加速
o 匀加速
t
解析(1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时, 拉力F0等于重力。 P0=F0vmax①,F0=mg②,代入数据,有P0=5.1×104 W。③ (2)起重机达到允许输出的最大功率时,匀加速运动结束,设此时重
例析汽车两种启动方式
a=
S5 +
S6 - (S7 + ( 4T ) 2
S8 )
=
2.
0 m / s.
( 3) 该电动小车的额定功率
P = Fvm = f vm = m avm = 1. 2 W1 点评: 本题创新之处在于利用打点计时器 测定额定功率, 但关键是理解 / 使电动小车以
额定功率加速运动, 达到最大速度一段时间后
解析: 由图 4知, 遥控小车由静止开始以恒 定加速度 ( 0- 2 s) 启动, 阻力 f、牵引力 F 不变, 速度 v均匀变大、功率 P 变大. 当遥控小车的功 率达到额定功率后 ( 2 s末 ), 遥控小车以恒定 功率行驶 ( 2 s- 10 s), 其后牵引力 F、加速度 a 都变小, 速度 v 变大, 当时 F = f ( 10 s末 ), a = 0, 速度达到最大为 v2, 之后遥控小车匀速行驶 ( 10 s- 14 s), 最后 ( 14 s- 18 s) 遥控小车在阻 力 f 作用下匀减速为零.
» 接通打点计时器 (其打点周期为 0. 02 s); ¼使电动小车以额定功率加速运动, 达到 最大速度一段时间后关闭小车电源, 待小车静 止时再关闭打点计时器 ( 设小车在整个过程中 小车所受的阻力恒定 ) . 在上述过程中, 打点计时器在纸带上所打 的部分点迹如图 6所示.
请你分析纸带数据, 回答下列问题: ( 保留 两位有效数字 )
a=
v1 t1
=
0. 5 m / s2,
此过程中 F - f = m a,
P = F v1 = (f + m a) v1 1 在 45 s末有 P = fv2, 代入数据后解得
P = 60 kW, f = 3000N1 ( 3) 汽车在前 30 s内运动的路程为
人教版高中物理必修第2册 8.1(3)机车的两种启动方式
达到 时，机车匀速运动 =
设匀加速的末速度为匀 ，此时P = 额
匀 =
额
代入数据得：匀 =
（2）
匀
；匀 =
额
=
代入数据得： = 20/
小结——常见设问及解决思路
小结——常见设问及解决思路
不变量：额 和
变化量： F、与
(2)汽车车速v1＝2 m/s时的加速度。
解析：
（）由题意知：
（2）由题意知：
额 = × ; = . = ×
达到 时，机车匀速运动 =
额
=
代入数据得： = /
= /
额
=
= ×
=
−
代入数据得： = /
2. 质量为m＝4.0×103 kg的汽车，发动机的额定功率为P＝40 kW，汽车从静止
开始以a＝0.5 m/s2的加速度行驶，受恒定阻力f＝2.0×103 N，则：
（1）汽车匀加速行驶的最长时间为多少？
（2）汽车可能达到的最大速度为多少？
解析：
（1）设汽车以恒定加速度启动时发动机牵引力为F
※实际功率总小于或等于额定功率。
3.汽车的功率：是汽车发动机牵引力的功率。
4.瞬时功率： =
1> 恒定功率启动
2> 恒定加速度启动
·分析机车启动类问题，关键抓住以下三点：
1.正确分析物理过程:
2.抓住两个基本公式：
启动
增加； 运动状态改变
=
受力分析
Hale Waihona Puke − = 3.区分变量、不变量及他们之间的变化关系： 、、、、
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？
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
思考: 汽车爬坡时为何 必须使用低速档?
∵P一定时,F与V成反比, 上坡时由于要克服下滑力, 机车的牵引力增大,而P是 有限的, ∴必须降低速度, 以保护发动机
这反映了机械的额定功率对机械的动力 与速度的存在相互制约关系
A、W1=W2，P1=P2 B、W1=W2，P1＞P2 C、W1＞W2，P1＞P2 D、W1＞W2，P1=P2
练习2
起重机的额定功率为60kW,以额定功率匀速吊起货
物（1）当货物以3m/s的速度匀速上升时求钢绳上
的拉力（2）当货物以2m/s的速度匀速下降时求钢 绳上的拉力
第二节 功 率 (2)
一.功率与速度的关系
P＝F v cosα
若v表示瞬时速度， 则P 表示瞬时功率
当F与v同方向 时（α＝0），P
＝Fv
对于公式 P = F v 1、当P 一定时，F 和 v 有什么关系？ 2、当F 一定时，P 和 v 有什么关系？ 3、当v 一定时，F 和 P 有什么关系？
在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功 的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车 的功率就是指汽车牵引力的功率也就是汽车发动机的输出功 率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。
vm＝
P 做匀速直线运动。
F阻
记住两个公式
vm
（1）瞬时加速度公式:
a=
P v
m
f
0
t （2）最大速度公式
vm＝
P F阻
发动机做的功只能用W =Pt计算，不能用W =Fs计
算（因为F为变力）
第二种情况：汽车以恒定加速度启动
→a＝→F－→m→F阻
→F v↑
P↑＝→F v↑
当P= P额时，保 持P额继续加速
• 匀加速直线运动
v↑
F↓＝P→v↑额
a↓ ＝
F↓－F→阻 →m
当F= F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P额 F阻
保持
vm
匀速
• 加速度逐渐减小
• 匀速
的变加速直线运
直线
动
运动
• 机车以恒定加速度启动的v－ t 图
• 先做匀加速直线运动，再做加速度逐
渐减小的变加速直线运动，最终以速
度vm＝
P额 F阻
Hale Waihona Puke 复习计算功率的公式有哪两个?
公式1:
P
＝
W
t
公式2: P＝Fvcos α
求平均功率用哪个公式? 两个公式均可,但用第二个时要用平均速度 求瞬时功率用哪个公式? 用公式2,但要用瞬时速度,也就是某时刻的速度
练习1
某人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，第一次 使此物体沿光滑水平面前进距离l ，第二次使此物 体沿粗糙水平也前进距离l ，若先后两次拉力做的 功为W1和W2 ，拉力做功的功率是P1和P2 ，则
3.当车速是30m/s时,加速度是多大?
4.开始运动后的第3秒末，汽车的即时功率为多大？
v
做匀速直线运动。
做匀加速运动只能维持一
vm
段时间,在这段时间内牵 引力的功率随时间的增大
而增大,当增大到额定功
率时,匀加速运动结束
0 t1
t
t1=
P额 (ma+f阻)a
例题
质量为5t的汽车,额定功率为P=90kW,设汽车运动的阻力恒为 车重的0.05倍。 1.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,加速度 a=0.4m/s2,求汽车维持这一加速度行驶的最长时间(g=10m/s2)
二、汽车启动问题的讨论
第一种情况：汽车以恒定功率启动
v↑
F↓＝→vP↑
a↓ ＝
F↓－F→阻 →m
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P F阻
保持
vm
匀速
• 加速度逐渐减小 的变加速直线运 动
• 匀速 直线 运动
•机车以恒定功率启动的v－ t 图
先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，
最终以速度
v