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。
2功能关系专题
功能关系、能量守恒专题一．功、功率汽车启动的两种方式注：处理此类问题时，一般认为汽车所受的阻力f不变。
设汽车的牵引力为F。
（1）汽车以恒定功率P这个过程可看作两段运动：①加速度逐渐的变加速直线运动；②直线运动。
其V-t图像大致是：（2）汽车以恒定加速度a启动流程这个过程可看作三段运动：①直线运动；②加速度逐渐的变加速直线运动；③直线运动。
其V-t图像大致是：注：一定要注意这个过程中存在两个最大速度：一个是匀加速阶段的最大速度V m1，另一个是最终的最大速度V m2。
例1．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）汽车在运动过程中所能达到的最大速度？（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？（3）若汽车以额定功率不变由静止运动后，当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？V=F=vtvt例2．额定功率为80kw 的汽车，在某平直的公路上行驶的最大速度为20m/s ，汽车的质量m=2*103kg 。
如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s 2，运动的过程中阻力恒定。
求： （1） 汽车所受的恒定阻力为多大？ （2） 2s 末汽车的瞬时功率为多大？ （3） 匀加速直线运动的时间为多长？ （4） 汽车20s 末的即时功率为多大？（5） 在匀加速直线运动中，汽车的牵引力做的功多大？针对练习一： 1．如右图所示，质量为m 的物体P 放在光滑的倾角为θ的直角劈上．同时用力F 向左推劈．使P 与劈保持相对静止．当前进的水平位移为s 时，劈对P 做的功为：（ ）A ．FsB ．2sin θsmg C ．θcos smg D ．θtan smg2.用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升.如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则( )A ．加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功多B ．匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功多C ．两过程中拉力做的功一样多D ．上述三种情况都有可能3.如图所示，一恒力F 通过一定滑轮拉物体沿光滑水平面前进了s ，在运动过程中，F 与水平方向保持θ角，则拉力F 对物体做的功为( ).A ．FscosθB ．2FscosθC ．Fs (1+cosθ)D ．22Fscos2θ4.将放在地上的木板绕其一端沿地面转动角α，求摩擦力所做的功.已知木板长度为L ，质量为M ，木板与地面间的摩擦因数为μ.5.如图所示，用恒力F 通过光滑的定滑轮，将静止于水平面上的物体从位置A 拉到位置B ，物体可视为质点，定滑轮距水平面高为h ，物体在位置A 、B 时，细绳与水平面的夹角分别为α和β，求绳的拉力F 对物体做的功.6.一列火车在恒定功率的牵引下由静止从车站出发，沿直轨道运动，行驶5min 后速度达到20m ／s ，设列车所受阻力恒定，则可以判定列车在这段时间内行驶的距离( )A ．一定大于3kmB ．可能等于3kmC ．一定小于3kmD ．以上说法都不对二．动能定理：1．内容： 2．表达式：动能定理反映了合外力做功与动能的关系，合外力做功的过程，是物体的动能与其他形式的能量相互转化的过程，合外力做的功是物体动能变化的量度，即12k k E E W -＝合。
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？
汽车的两种启动
随着汽车消费市场的不断扩大和消费 者对汽车的认识不断提高，二手车市 场将逐渐成熟和规范。
消费者需求
安全性能
随着消费者对安全性能的重视程 度不断提高，未来的汽车将更加 注重安全性能的设计和提升。
舒适性能
消费者对汽车的舒适性能要求也 越来越高，未来的汽车将更加注 重舒适性能的提升。
个性化需求
随着消费者需求的多样化，未来 的汽车将更加注重个性化设计和 服务，满足不同消费者的需求。
应用场景
• 传统点火启动方式适用于大多数汽车，包括小型车、轿车、 SUV等。由于其结构简单、成本低廉、可靠性高等优点，因此 被广泛应用于各种类型的汽车中。
03
智能一键启动
工作原理
01
使用机械钥匙插入启动孔，通过 旋转或按下启动按钮来启动发动 机。
02
车辆识别：钥匙内部通常装有芯 片，与车辆的接收器进行通信， 验证钥匙的合法性。
01
02
03
操作步骤
智能钥匙在车内、按下启 动按钮、发动机自动启动。
适用车型
中高档汽车和新能源汽车。
优缺点
操作简便、科技感强；成 本较高，需要智能钥匙。
02
传统点火启动
工作原理
传统点火启动方式是通过机械方式将点火开关连接到起动机 ，从而启动发动机。当点火开关处于启动位置时，起动机中 的直流电机通电，驱动发动机曲轴旋转，进而启动发动机。
通过插入钥匙并旋转至启动位置来启动汽车，是最传统的启动方式。
智能钥匙启动
通过智能钥匙上的按键或感应启动汽车，无需插入钥匙，更加便捷。
安全性对比
机械钥匙启动
安全性较高，因为需要物理接触才能启 动汽车。
VS
智能钥匙启动
存在一定的安全隐患，如被盗或被干扰导 致车辆被非法启动。
汽车两种启动模式
机车的两种启动方式通常讲机车的功率是指机车的牵引力的功率，P ＝F v 恒成立，与阻力f 无关，与P 是否为额定功率无关，与机车的运动状态无关。
机车可通过油门控制功率，可通过换档调整速度从而改变牵引力。
机车起动通常有两种方式，下面把这两种启动方式的规律总结如下：一、机车以恒定功率启动的运动过程1、机车以恒定的功率P 启动后，若运动过程中所受的阻力不变，由于牵引力F ＝P ／v ，根据牛顿第二定律： F －f ＝ma 即 P ／v －f ＝ma所以：当速度v 增大时，加速度a 减小。
当加速度a ＝0时，机车的速度达到最大，此时有： 。
以后，机车已v m 做匀速直线运动。
2、这一过程，F 、v 、a3、用v －t 图，这一过程可表示为右下图：最大速度之前是一段曲线。
4、以恒定功率启动的特点：（1）汽车在启动过程中先做加速度不断减小的加速运动，同时牵引力变小，当牵引力等于阻力时，开始以最大速度匀速运动。
（2）汽车在启动过程中的功率始终等于汽车的额定功率。
（3）汽车的牵引力和阻力始终满足牛顿第二定律F －f ＝ma 。
（4）汽车的牵引力和瞬时速度始终满足P －P 额＝F v 。
（5）在启动过程结束时，因为牵引力和阻力平衡，此时有P 额＝F v m ＝f v m 。
（6）从能的角度看，启动过程中牵引力所做的功一方面用以克服阻力做功，另一方面增加汽车的动能。
二、机车以恒定加速度启动的运动过程1、机车以恒定的加速度a 启动时，牵引力F 、阻力f 均不变，此时有：F －f ＝ma 。
机车匀加速运动的瞬时功率：P ＝Fv ＝（f ＋ma ）•v ＝（f ＋ma ）•a t ≤P 额。
匀加速阶段的最长时间t ＝P 额／［（ma ＋f ）a ］；匀加速运动的末速度为v t ＝P 额／（ma ＋f ）。
当机车达到这一速度时，其瞬时功率等于它的额定功率。
然后机车又做变加速运动。
此时加速度a 和第一种启动过程一样变化；这时的最大速度 还是 。
汽车启动的两种方式 ppt课件
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
注意：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↑源自F↓＝P→v↑额t
定功率启动模 式
直线是二者的最大区别
谢谢
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
汽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
vm＝做FP阻匀速直记住线两运个动公。式
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， 不论是哪种方式启动，最大的速度都是Vm=P额/f阻
汽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做额 匀速直线运动。
F阻
v
vm
0 t1
可以说汽车以
恒定加速度启
动包含了以额
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
专题变力做功与机车两种启动方式
6 专题：变力做功与机车两种启动方式[学习目标]1．掌握常见的五种的变力做功的求解方法2．会分析机车恒定功率启动和匀加速启动过程中加速度和速度的变化．一、求变力做功的常用方法1．用W ＝Pt 求功当变力做功，且机器做功的功率一定时，由功率的定义式P ＝Wt ，可得W ＝Pt .2．用平均力求功若力F 随位移x 线性变化，则可以用一段位移内的平均力求功，如将劲度系数为k 的弹簧由原长拉长x 时，克服弹力做的功W ＝0＋F 2x ＝kx 2·x ＝12kx 2.3．用图像法求功若已知F －x 图像和P －t 图像，则图像与x 轴或t 轴所围的面积表示功，如图1甲所示，在位移x 0内力F 做的功W ＝F 02x 0.在图乙中，0～t 0时间内做功W ＝P 1＋P 22·t 0.图14．用微元法求功功的公式只能计算恒力做功，若一个力的大小不变，只改变方向时，可将运动过程分成很多小段，每一小段内F 可看成恒力，求出每一小段内力F 做的功，然后累加起来得到整个过程中变力所做的功． 例如物体在水平面上做曲线运动，所受摩擦力大小为μmg ，路程为s ，采用微元法： W 1＝－μmg Δs 1 W 2＝－μmg Δs 2 W 3＝－μmg Δs 3 ……W ＝W 1＋W 2＋W 3＋…＝－μmg (Δs 1＋Δs 2＋Δs 3＋…)＝－μmgs5．转换研究对象法运动问题中，在一些特定条件下，可以找到与变力做的功相等的恒力做的功，这样，就可将求变力做的功转化为计算恒力做的功．6．动能定理或功能关系法当物体运动过程中始末两个状态的速度已知时，用动能定理∑W ＝ΔE k 或功能关系求变力做的功是非常方便的(当然也可求恒力做的功)．二、汽车启动两种方式1．两个基本关系式：P ＝F v ，F －F 阻＝ma . 2．两种常见情况(F 阻不变)① 恒定功率启动：P 不变，此时做加速度减小的加速运动，直到达到最大速度v m ，此过程Pt －F 阻s ＝12m v m 2；② 恒定加速度启动：开始阶段a 不变．无论哪种启动方式，最大速度都等于匀速运动时的速度，即v m ＝PF 阻.知识点一：变力做功 【探究重点】质量为m 的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功W f ＝F f ·Δx 1＋F f ·Δx 2＋F f ·Δx 3＋…＝F f (Δx 1＋Δx 2＋Δx 3＋…)＝F f ·2πR恒力F 把物块从A 拉到B ，绳子对物块做功W ＝F ·(h sin α－h sin β) 一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x 0，图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，W ＝F 0＋F 12x 0当力与位移为线性关系，力可用平均值F ＝F 1＋F 22表示，代入功的公式得W ＝k Δx2·Δx 用力F 把小球从A 处缓慢拉到B 处，F 做功为W F ，则【例题精讲】1. (2022福建连城一中月考)如图所示,质量为m 的滑块(可视为质点),从半径为R 的半球面的上端A 点处以初速度v 0滑下,B 为最低点,O 为球心,A 、O 、C 三点等高,从A 到C 滑动过程中滑块所受的摩擦力大小恒为F f ,则滑块 ( )A .从A 到B 过程,重力做功为零 B .从A 到B 过程,弹力做功不为零C .从A 到B 过程,摩擦力做功为-14πRF f D .从A 到C 过程,摩擦力做功为-πRF f 【答案】D【解析】从A 到B 过程,重力做正功,弹力始终与速度垂直不做功,选项AB 错误;从A 到B 过程,摩擦力做功为W f =-F f ·s=-F f ·14·2πR=-12πRF f ,选项C 错误;从A 到C 过程,摩擦力做功为W'f =-F f ·s'=-F f ·12·2πR=-πRF f ,选项D 正确。
专题20 汽车启动的两种方式-2017-2018学年高一物理专题提升之力学 含解析 精品
【专题概述】汽车启动有两种方式:一种方式是用恒定的功率启动，另一种方式是用恒定的加速度启动，我们对两种方式做定性的讨论【典例精讲】1. 车在水平面上运动时典例1：质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f，则( )A．t1～t2时间内，汽车的平均速度等于B． 0～t1时间内，汽车的牵引力等于mC．t1～t2时间内，汽车的功率等于(m＋F f)v1D．汽车运动的过程中最大速度v2＝【答案】C2. 车在斜面上运动时典例2：质量为m的汽车，其发动机额定功率为P.当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为( )A． B．C． D．【答案】D【解析】当汽车匀速时速度最大，此时汽车的牵引力F＝mgsin θ＋kmg，由此可得vm＝，故选项D正确3. 机车启动的图像问题典例3：一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小F f恒定不变．下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是( )A．: B．C． D．【答案】A4. 其他形式功率的计算典例4如图所示，高层住宅外安装空调主机时，电机通过缆绳牵引主机沿竖直方向匀速上升．为避免主机与阳台、窗户碰撞，通常会用一根拉绳拽着主机，地面上拽拉绳的人通过移动位置，使拉绳与竖直方向的夹角β保持不变，则在提升主机过程中，下列结论正确的是( )A．缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都不变B．缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都增大C．缆绳与竖直方向的夹角α可能大于角βD．缆绳拉力F1的功率保持不变【答案】B【解析】对主机受力分析如图：典例5图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮(不计滑轮的质量与摩擦)，下悬重为G的物体．设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v逆时针转动．则( )A．人对重物做功，功率为GvB．人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向右C．在时间t内人对传送带做功为GvtD．若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率不变【答案】C【解析】重物没有位移，所以人对重物没有做功，功率为0，故A错误；根据人的重心不动知人处于平衡状态，人所受的摩擦力与拉力平衡，传送带对人的摩擦力方向向右，拉力等于物体的重力G，所以人对传送带的摩擦力大小也等于G，方向水平向左，故B错误；在时间t内人对传送带做功消耗的能量等于人对传送带做的功，人的重心不动，绳对人的拉力和传送带对人的摩擦力平衡，而拉力又等于G，根据W＝Fvt，所以人对传送带做的功为Gvt，故C正确；根据恒力做功功率P＝Fv得：若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率增大，故D错误【总结提升】分析机车启动问题时应注意的三点（1）机车启动的方式不同，机车运动的规律就不同，因此机车启动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律。
汽车的两种启动方式
汽车的两种启动方式一、汽车以恒定功率启动汽车从静止开始以恒定的功率启动，开始时由于速度很小，由公式P=Fv 和F-F f =ma 得：。
由于P 恒定，随着v 的增大，F 必将减小，a 也必将减小。
故汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=F f ，a=0，这时v 达到最大值=.可见以恒定功率启动时的加速度一定不是恒定的。
这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt 计算，不能用W=Fl 计算（因为F 为变力）。
这种运动模式的速度-时间图像如图1。
二、汽车以恒定的牵引力启动汽车从静止开始以恒定的牵引力启动，由于牵引力恒定，根据牛顿第二定律：F-F f =ma 可知：加速度肯定也恒定（因此也常说以恒定的加速度启动）。
汽车的瞬时速度v=at 。
汽车的瞬时功率P t =Fv=F ·at ，因此汽车的瞬时功率将随着时间的推移而不断增大。
但是，由于实际功率不能超过其额定功率，所以，汽车的匀加速直线运动只能维持到实际功率等于其额定功率为止。
此时，汽车的速度已达到其匀加速直线运动阶段的最大速度.这一阶段的运动时间t 0=；然后，汽车只能再以额定功率启动的方式进一步加速前进，即：汽车做加速度越来越小的变加速直线运动，直到汽车进入匀速直线运动状态，速度达到最大速度。
其速度-时间图像如图2所示。
可见以恒定牵引力启动时功率一定不恒定。
在匀加速阶段发动机做的功只能用W=Fl 计算，不能用W=Pt 计算（因为P 为变功率）。
特别提醒：（1）不管对哪种启动方式，机动车的功率均是指牵引力的功率，对启动过程的分析也都是用分段分析法，并且将牛顿第二定律和运动学公式相结合进行综合分析。
有时也应用动能定理求解。
（2）P=Fv 中的F 仅是机车的牵引力，而非机车所受合力，这一点是在计算题目中极易出错的地方。
例：汽车发动机功率为60kw ，汽车的质量为4000kg ，当汽车在足够长的水平路面从静止以0.6m/s 2的加速度做匀加速直线运动。
2023年高考小专题复习学案 专题29机车启动问题
专题29机车启动问题【知识梳理】 一、两种启动方式v ↑⇒F ＝P 不变v ↓⇒a ＝F －F 阻m↓ v ↑二、三个重要关系式1．无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其 运动时的速度，即v m ＝PF 阻.2．机车以恒定加速度启动的过程中，匀加速过程结束时，功率最大，但速度不是最大，v ＝P 额F <v m ＝P 额F 阻.3．机车以恒定功率启动时，牵引力做的功W ＝ .由动能定理得：Pt －F 阻x ＝ΔE k ，此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小和时间． 【专题练习】一、单项选择题1．“明”感不忘，同心守“沪”。
图为满载三明捐赠抗疫物资的自动无人配送车，在平直路上行驶。
无人配送车从静止启动，发动机始终在恒定功率下工作，经t 时间速度达到v ，车及车中物资总质量为m ，所受阻力大小恒定，则在t 时间内（ ）A ．车行驶的距离等于2v t B ．车行驶的距离小于2v t C ．牵引力做的功大于22mvD ．牵引力做的功等于22mv2．如图是利用太阳能驱动的小车，若小车保持牵引力恒定，在平直的水泥路上从静止开始运动，经过时间t 前进距离x ，电动机的功率达到额定功率P ，速度达到v 。
小车的质量为m ，所受阻力恒为f ，那么这段时间内（ ）A ．小车做加速度逐渐减小的加速运动B ．小车受到的牵引力等于fC ．电动机对小车所做的功为212fx mv +D ．电动机对小车所做的功为Pt3．2022年2月3日，北京冬奥会冰球比赛在五棵松体育中心场馆举行，绿色环保电车主要用于该场馆的冰务、体育、媒体等领域。
有一辆额定功率50kW P =、质量2000kg m =的绿色环保电车在水平路面上沿直线行驶时，受到的阻力f F 是车重的0.1倍，重力加速度g 取210m/s ，若电车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50s 后达到最大速度，则此过程中车的位移大小为（ ）A ．1562.5mB ．1250mC ．937.5mD ．850m4．质量m =200kg 的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。
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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