机车的两种启动方式分析

第一篇：机车的两种启动方式分析

机车两种启动方式分析

正确分析汽车启动问题，关键抓住三点：

1、正确分析物理过程。

2、抓住两个基本公式：

（1）功率公式：PFv，其中P是汽车的功率，F是汽车的牵引力，F v是汽车的速度。

（2）牛顿第二定律：Ffma，如图1所示。

图

3、正确分析启动过程中P、F、f、v、a的变化抓住不变量、变化量及变化关系。

以恒定功率启动

汽车从静止开始，保持牵引力的功率不变，假设在运动过程中汽车所受的阻力F′也不变；随速度

v的增大，牵引力会减小，加速度减小；当F＝F′时，加速度a＝0，此时速度最大，且；以后以速度做匀速直线运动，其过程可由下面的框图表示：

以恒定加速度启动 由知，保持a不变，则牵引力F也不变，而由P＝Fv知，随着速度v的增大，机车的功率增大，但任何机械的功率都是有限的，故机车的功率达到额定功率后将保持不变，以后速度虽继续

增大，但并非做匀加速直线运动，因为F会变小，当F＝F′时，机车就以做匀速直线运动。

由以上分析可知，车能保持加速度恒定运动一段时间，以后加速度将减小直至为零，其过程可由下面的框图表示：

注意：当机车以恒定的加速度启动时，机车做匀加速直线运动的最大速度

于机车的最大速度。，要小

5例：一列火车总质量m＝500 t，机车发动机的额定功率P＝6×10 W，在轨道上行驶时，轨道对列车

2的阻力F阻是车重的0.01倍，g取10 m/s，求：

(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度；

【解析】(1)列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，F＝F阻＝kmg时列车的加速度为零，速度

达最大vm

PPP则：vm＝＝12 m/s.FF阻kmg

(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＝1 m/s和v2＝10 m/s时，列车的瞬时加速度a1、a2各是多少；

【解析】 当v

PF1＝6×105 N v1

据牛顿第二定律得：a1＝F1－F阻2＝1.1 m/s m

P4当v＝v2＝10 m/s时，F2＝＝6×10 N v2

据牛顿第二定律得：a2＝F2－F阻＝0.02 m/s2.m

(3)在水平轨道上以36 km/h速度匀速行驶时，发动机的实际功率P′；

【解析】(3)当v＝36 km/h＝10 m/s时，列车匀速运动，则发动机的实际功率P′＝F阻v＝5×105 W.(4)若火车从静止开始，保持0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间．

【解析】(4)据牛顿第二定律得牵引力F′＝F阻＋ma＝3×105 N

在此过程中，速度增大，发动机功率增大．当功率为额定功率时速度大小为v′m，即v′m＝

据v′m＝at，得t＝

v′m＝4 s.aP＝2 m/s F′

第二篇：机车的两种启动方式试题

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，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．起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图象如左 图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是右图中的哪一 个?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）

5.汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5.0×103 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）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？

6.电动机通过一绳子吊起质量为8 kg的物体，绳的拉力不能超过120 N，电动机的功率不能超过1200 W，要将此物体由静止起用最快的方

式吊高90 m（已知此物体在被吊高接近90 m时，已开始以最大速度匀速上升）所需时间为多少？

7（2002年上海春考）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。

8额定功率为80 kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s.已知汽车的质量为2×103 kg，若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为2 m/s2.假定汽车在整个运动过程中阻力不变.求：

（1）汽车受到的阻力Ff；（2）汽车在3 s末的瞬时功率；

9质量为m=4×103 kg的汽车发动机的额定功率P0=40×103 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=2×103 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a′

10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？

11．设汽车所受的阻力和它的速度成正比，汽车以速率V匀速行驶时 发动机的功率是P，当汽车以2V的速率匀速行驶时，它的功率是多 少？

12一质量为4.0×103kg，发动机额定功率为60kW的汽车从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，求

(1)启动2s末发动机的输出功率；

(2)它以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动所能行驶的时间；

(3)汽车在此路面上所能行驶的最大速度。

第三篇：机车启动的两种方式专题训练2

机车启动的两种方式专题训练

1．机车以下列两种方式起动，且沿直线运动（设阻力不变）方式①：机车以不变额定功率起动②：机车起动功率先随速度均匀增加，后保持额定功率不变．如图给出四个图象中，能够正确反映机车速度v随时间变化是（）

A．甲对应方式①，乙对应方式②

B．乙对应方式①，丙对应方式②

C

．甲对应方式①，丙对应方式②

D．丙对应方式①，丁对应方式②

2．下列关于机车以恒定加速度启动后各物理量随时间变化关系图象中错误是（）

A． B． C． D．

3．（2011•临沂模拟）当前，我国“高铁”事业发展迅猛，假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下启动，在水平轨道上由静止开始，其v-t图象如图示，已知在0---t1，时段为过原点倾斜直线，t1时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在t3时刻达到最大速度v3，以后匀速运动，则下述判断正确有（）

A．从0至t3时间内机车一直做匀加速直线运动

B．在t2时刻的加速度大于t1时刻的加速度

C．在t3时刻以后，机车的牵引力为零

D．该列车所受的恒定阻力大小为p/v

34．如图为一机车沿平直公路方向行使过程中运动速度-时间图象，则该过程中机车输出功率-时间图象最接近图下图中（）

A．

B．

C． D．

5．一列质量是5×105kg机车，在水平平直轨道上由静止开始匀加速启动，加速度大小为0.4m/s2．已知机车额定功率为3000kw，当机车由静止达到最大速率30m/s时，共用时t秒．行驶过程中阻力恒定，则：

（1）机车匀加速阶段牵引力多大？

（2）机车匀加速阶段实际功率等于额定功率时，机车速度多大？

（3）机车由静止达到最大速度时，前进距离是多少？（答案中可以包含字母t）

6．一质量m=500t的机车，以恒定功率P=375kW由静止出发，机车沿直线行驶了s=2250m速度达到最大值υm=54km/h．若所受阻力f恒定不变，取重力加速度g=10m/s2，试求：

（1）机车受到阻力f大小；（2）机车在这2250m内行驶所用时间t．

7．质量M=500t，以恒定功率从静止出发，经过时间t=5min在水平路面上行驶了s=2.25km，速度达到了最大值vm=54km/h，则功率为 ?运动中受到平均阻力为 ?

8．（2010•福建）如图，物体A放在足够长的木板B上，木板B静置水平面。t=0时电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，是它作初速度为零、加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg，A、B之间动摩擦因数μ1=0.05，B与水平面之间动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力

2，与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10m/s求

（1）物体A刚运动时的加速度aA；

（2）t=1.0s时，电动机的输出功率P；

（3）若t=1.0s时，将电动机的输出功率立即调整为P′=5W，并在以后运动过程中始终保持这一功率不变，t=3.8s时，物体A的速度为1.2m/s则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少？

9．（2009•四川理综）为修建高层建筑常用的塔式起重机图示．在起重机将质量m=5×103 kg重物竖直吊起过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s匀速运动．取g=10m/s2，不计额外功．求：

（1）起重机允许输出最大功率．（2）重物做匀加速运动所经历时间和起重机在第2秒末输出功率．

10．节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为来源的汽车．有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kW．当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动距离L=72m后，速度变为v2=72km/h．此过程中发动机功率的1/5用于轿的牵引,4/5用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能．假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变．试求：

（1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力Ff的大小

（2）轿车从90km/h减速到72km/h的过程中，获得的电能E电

（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距

离L’

第四篇：机车启动教学设计

机车启动的问题

教学目标：

1．会分析机车恒定功率和恒定加速度启动过程中，牵引力、速度和加速度的变化情况。

2． 明确机车启动的运动过程，分为几个阶段，各个阶段力与运动的关系。

3．寻找、领会并掌握机车启动问题的解题策略。

重点：

机车启动过程中牵引力、速度，加速度和功率的变化情况及相互制约的关系，注意不同运动过程的衔接点满足的条件。

难点

1.对两种启动方式的v-t图分析

2.学会将牛顿第二定律及功率方程融入机车问题

[教学方法] 利用多媒体、引导分析法、教学推理、讲授法 [教学过程] ◆ 相关知识：

(1)通常我们所说的机车的功率或发动机的功率，实际是指其牵引力的功率，不．是合力的功率。．．．．．．(2)对机车等交通工具运行问题，应明确pFv中，P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为机车的瞬时速度。机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率。

一.机车启动中有关力与加速度的问题 1.常见模型：水平面，斜面

2.核心公式：PFv，F合=Ffma

问题1：汽车在水平面加速行驶，车子受力情况如何？加速度多大？ 易错：汽车的牵引力(Fv)与汽车受到的合外力(F合=F-f)问题2：汽车达到最大速度的条件（临界）:F牵=f阻, vmaxpe

fp问题3：汽车沿斜面向上加速行驶，车子受力情况如何？加速度多大？（强调：重力沿斜面向下的分力也是阻力）

目的：加强掌握汽车行驶中的受力分析及加速度的求解

二、两种机车启动类型 类型一：恒定功率启动

特点：1.功率P不变（强调：P实和P额的关系）

2.a减小的加速直线运动（分析：V增大，F3.F牵=f，a=0，汽车速度达到最大 过程： 阶段1：a减小的加速直线运动

阶段2：匀速直线运动阶段(F=f，a=0，v达到最大值vmax类型二.恒定加速度（牵引力）启动

特点：流程一

1.功率P=FV=F（at）均匀增加到P额（强调：P实和P额的关系）2.a（牵引力F）不变的匀加速运动（F-f=ma或F= f+ma不变）3.匀加速阶段的最大速度vpeFPe

fmape减小，aFf或F合减小）vmpe f强调：匀加速阶段的最大速度与汽车最终速度vmax不同

流程二：恒定功率启动(重复流程一)过程： 阶段1：匀加速直线运动（a不变，F牵不变，P实均匀增加）阶段2：a减小的加速直线运动（P实=P额）

阶段3：匀速直线运动阶段(F=f，a=0，v达到最大值vmaxpe

f

三、例题精讲：

例题1：质量为m=5×103kg的汽车在水平路面上行驶，阻力是车重的0.1倍，让汽车保持额定功率P0=60kw由静止开始启动，请回答以下问题：

（1）经过时间t=1s，速度为v1=4m/s,求此时的加速度a1=?（2）当汽车的加速度为a2=1m/s2时，求汽车的速度v2=?（3）求汽车所能达到的最大速度vm=? 目的：掌握额定功率启动问题的相关计算。

例题２：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2×103kg。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． 目的：掌握匀加速启动问题的相关计算。四．练习

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

五.课堂小结

两种起动方式的比较：

不同点：以恒定功率起动只有一个变加速阶段，起动过程短，但容易损坏发动机 以恒定牵引力起动有两个加速阶段，起动过程长，但起动平稳有利于保护发动机 相同点：

无论哪种方式起动，汽车所能达到的最大速度相同，达到最大速度的条件相同，都是当a=0时取得。

六.布置作业

1、汽车发动机的额定功率为P=60kW，若其总质量为m=5t，在水平路面上行驶时，所受的阻力恒为



3N，求： f 510（1）汽车所能达到的最大速度vm．

（2）若汽车以 a

m /  0.5s2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时间？

2、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θ，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=?

七.板书设计

第五篇：机车启动问题教案

[教材分析] 机车启动问题

本节是功率这节的补充内容，难度较大，综合性较强，其中涉及到高一阶段除曲线运动外的几乎所有内容，如受力分析，牛顿第二定律，运动学公式及功率公式，是与高考接轨的一个考点。

[学情分析]

由于本节内容的难度较大，首要的一条就是学生对前面知识点的复习问题，对牛顿第二定律而言，F=ma中的F是指合力；怎样用v-t图去描述物体的运动等；第二，学生应自己动手推导从而得出结论，切忌死记结论；第三，这节最终的问题要落实在做题上，学生通过习题去了解过程并且掌握解题关键条件，从而对整个问题有一个系统的认识。

[教学目标]

(i)知识目标

1．理解机车的两种启动过程及其特点。

2．学会用机车启动的关键条件解题。

(ii)能力目标

1．能够运用两种启动的特点解机车的启动问题。

2．学生会自己动手推导，讨论，分析机车问题。

3．培养学生逻辑思维能力。

(iii)情感目标

1．通过这节课的学习激发学生的学习兴趣。

2．让学生发现并体会物理学中的逻辑性。

3．通过自己的推理去感受物理学习中的乐趣。

[教学重点]

1．理解解决机车启动问题的两个核心公式。

2．理解机车两种启动方式中各段的运动性质。

[教学难点]

1．学会分析机车启动问题中的解题关键及突破点。

2．对两种启动方式的v-t图分析。

3．学会将牛顿第二定律及功率方程融入机车问题。

[教学方法]

利用多媒体引导分析教学

[教学过程]

设计思想：力求体现新课标倡导的“教师主导、学生主体”的思想。以学生的活动逐步推进教学。本设计还力求突出课堂的有效性，引导学生进行探究，参与问题讨论，让更多的学生能融入课堂，思维和能力都能得到发展。

[教学过程]

板书设计

一． 复习二.两种启动方式三.小结1． 实际功率：发动机牵引力的功率1．以恒定功率启动2．匀加速启动：额定功率：定值分析：分析:关系：P实≤P额2． P=FV图象：图象：P-实际功率

F-牵引力例1.解：例2.解：V-瞬时速度3． a=(F-f)/m

学生学习单

一．预备知识

1．两个概念复习2．P实, F牵，V的关系实际功率：额定功率：3． F合，a,m的关系 二者的大小关系：

二．两种启动方式（两个基本假定：）1．以恒定功率启动2．匀加速启动 分析：分析：

图象：图象：

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，车所受阻力为车重的0.1倍（g=10m/s2）,当汽车保持额定功率不变从静止启动后,求：

(1)汽车所能达到的最大速度大小为多少?(2)当汽车加速度为2m/s2时的速度为多大？

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，车所受阻力为5000N,若汽车从静止开始保持以0.5m/s2 加速度匀加速启动,求这一过程能维持多长时间?

三．小结

1．两种启动方式 2．解决问题核心公式

3．关键条件