高中物理机车启动问题

第一篇：高中物理机车启动问题

机车启动问题

一、机车启动的两类问题分析：

（1）机车以恒定功率启动时，由PF（P为机车输出功率，F为机车牵引力，为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力Ff时，速度不再增大达到最大值max，则maxP/f。

（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F恒定为maf，速度不断增加汽车输出功率PF随之增加，当PP额定时，F开始减小但仍大于f因此机车速度继续增大，直至Ff时，汽车便达到最大速度max，则maxP/f。

二、练习1 汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5.0×10kg，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（2）若汽车从静止开始，以0.5 m/s的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？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？

3323 质量为m=4×10 kg的汽车发动机的额定功率P0=40×10 W，汽车从静止开始，以a=0.5 m/s

3的加速度做匀加速直线运动，所受阻力恒为Ff=2×10 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′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

2始一段时间内，以加速度1.0 m/s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？

第二篇：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

第三篇：机车启动问题练习

汽车启动问题习题

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、汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的0.01倍，当速度为4 m/s

2时，加速度为0.4 m/s.若保持此时的功

率不变继续行驶，汽车能达到的最大速

2度是________m/s.（g取10 m/s）

3、汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5.0×10kg，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（2）若汽车从静止开始，以0.5 m/s的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？

4、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？

55、质量为5.00×10 kg的机车，以

恒定的加速度从静止出发，经5 min行驶2.25 km，速度达到最大值54 km/h,则机车的功率为_____W.6、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

2f=kv.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.（提示：物理中重要公式有F=ma,W=Fs′,P=Fv,s=v0t+at）

1227、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.3已知汽车的质量为2×10 kg，若汽车从

静止开始做匀加速直线运动，加速度的2大小为2 m/s.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；

38、质量为m=4×10 kg的汽车发动

3机的额定功率P0=40×10 W，汽车从静

2止开始，以a=0.5 m/s的加速度做匀加

3速直线运动，所受阻力恒为Ff=2×10

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′

9、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

21.0 m/s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？

第四篇：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′

第五篇：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。