机车启动的两种方式(专题)
高一物理专题：机车启动两种方式
专题：机车启动的两种方式机车有两种启动方式(1)以额定功率启动：机车做加速度减小的加速运动，当牵引力减小到和摩擦力相等时，匀速运动，最大速度时有P ＝f ·v m ，所以v m ＝P f.(2)以恒定牵引力(加速度)启动：机车先做匀加速直线运动，再做加速度减小的加速运动，最终匀速．匀加速末速度v 1＝P f ＋ma，最大速度v m ＝P f .1．能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．为缓解能源紧张压力、减少环境污染，汽车制造商纷纷推出小排量经济实用型轿车．某公司研制开发了某型号小汽车发动机的额定功率为24kW ，汽车连同驾乘人员总质量为m =2000kg ，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800N ，求：（1）汽车在额定功率下匀速行驶的速度；（2）汽车在额定功率下行驶，速度为20m/s 时的加速度.2．一辆汽车的质量是3510kg ，发动机的额定功率为60kW ，汽车所受阻力恒为2000N 。
如果汽车从静止开始保持额定功率不变进行启动。
则：（1）从静止开始到速度最大这段时间内，汽车做什么运动？为什么？（2）汽车的最大速度为多少？（3）当汽车的速度为10m/s 时，汽车的加速度为多大？（4）汽车从开始运动10s 时间内，牵引力做了多少功？3．发动机额定输出功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是40m/s。
汽车的质量为2.0×103kg。
如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2，发动机的输出功率达到额定功率之后保持不变，运动过程中阻力不变．求：（1）汽车受到的阻力多大？（2）汽车维持匀加速运动的时间是多少？（3）5s末、15s末汽车的瞬时功率各多大？4．汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为Pe=80kW，汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N，汽车的质量M=2.0×103kg．若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a=1.0m/s2，汽车达到额定功率后，保持额定功率不变继续行驶．求：（1）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度；（2）匀加速运动能保持多长时间；（3）当汽车的速度为5m/s时的瞬时功率；（4）当汽车的速度为20m/s时的加速度．5．质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。
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。
机车启动的两种方式专题训练
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②B．乙对应方式①，丙对应方式②C．甲对应方式①，丙对应方式②D．丙对应方式①，丁对应方式②2．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．3．一列质量是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）答：（1）机车匀加速阶段的牵引力1×105N．（2）匀加速阶段机车的实际功率等于额定功率时，机车的速度10m/s．（3）机车由静止达到最大速度时，前进的距离是=（30t-2625）m．4．（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/v35．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．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．答：（1）机车受到阻力f的大小为2.5×104N；（2）机车在这2250m内行驶所用的时间为300s7．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v m=54km/h，则功率为W，运动中受到平均阻力为N．故答案为：3.75×105；2.5×1048．（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。
专题：机车的两种启动方式课件
F牵 F阻 ma
P额 P额 vm F牵 f
P额 F牵 v
2、达到最大速度时，a=0。此后做匀速直线运动。
注意：发动机的功率指牵引力的功率而
不是指合外力或阻力的功率。
2、以恒定的牵引力F启动 P<P额，继续匀加速
加速度a 一定
v=at
速度v
牵引力 不变
P Fv
功率P
匀加速直线运动
车重的0.1倍，让汽车保持额定功率P0=6*104W由静止
开始运动，行驶过程中阻力不变，取g=10m/s2,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。 a=2m/s2 （2）当汽车的加速度为a2=1m/s2时，求汽车的速度。 （3）求汽车所能达到的最大速度。 vm=12m/s v2=6m/s
2、以恒定的加速度启动。
1、以额定功率P额启动
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，阻力是车 重的0.1倍，g =10m/s2。汽车保持额定功率不变。 从静止启动后:
①汽车所能达到的最大速度是多大？ 12m/s
②当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？ 4m/s
③当汽车的速度为6m/s时加速度多大？ 1m/s2
1、以额定功率P额启动
P额 F牵 v 瞬时速度
V↑ F>f 牵引力 F↓ a>0
v
F牵 f阻 a m
加速度
a↓
图像：
匀速 变加速
F=F阻，a=0 v最大
汽车的两种运动状态
1、没有达到最大速度时，有瞬时加速度。 汽车做加速度逐渐减小的变加速运动。
教学拓展
专题：机车的两种启动方式
机车的两种启动
持时间 t0＝ a
[针对训练]
1．一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶，设所受阻力不变。在汽车加速过程中
(
)
A．牵引力减小，加速度增大
B．牵引力减小，加速度减小
C．牵引力增大，加速度增大
D．牵引力增大，加速度减小
解析：根据P＝Fv知，发动机的功率恒定，速度增大，则牵引力减小；根据牛顿第二
定律有F－f＝ma，可知加速度减小，选项B正确。
专题突破——机车启动问题
前提
1、机车在行驶的过程中，受到恒定阻力f。
2、机车在行驶的过程中，发动机的瞬时功率P=FV。
瞬时速度
功率
v
P=F v
牵引力
机车两种启动方式
1、恒定功率启动
P一定
v增大
F=P / V
F减小
a减小
当F=f时
a=(F-f )/ m
（1）恒定功率启动的v-t
v
vm
v最大，以vm匀速
【答案】
(1)20 m/s
(2)40 m/s
1.5 m/s2
【解析】(1)机车做匀加速直线运动，有 F－F f＝ma，
F＝F f＋ma＝2×103 N＋4×103×0.5 N＝4×103 N，
80 kW
P
则匀加速的最大速度 v1＝ ＝
＝20 m/s.
F 4×103 N
（2）当汽车达最大速度时，a＝0，有 F′＝Ff，
P
80 kW
则 vm＝ ＝
＝40 m/s，当 v2＝10 m/s 时，
3
Ff 2×1 F″＝ ＝
＝8×10 N．
v2 10 m/s
3
3
F″－Ff 8×10 －2×10
(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。
机车的两种启动方式课件
辅助发动机启动
辅助发动机启动是指在内燃机上安装一个小 型辅助发动机，用于启动主内燃机。在启动 时，先手动旋转主内燃机的曲轴，使压缩行 程的活塞向上运动，然后开启辅助发动机， 通过传动装置驱动主内燃机的曲轴旋转，从 而完成启动过程。这种启动方式通常适用于 大型内燃机和无法实现电动启动的情况。
机车启动方式课件
xx年xx月xx日
• 电力机车的启动方式 • 内燃机车的启动方式 • 蒸汽机车的启动方式 • 机车启动方式的比较与选择
目录
01
电力机车的启动方式
直接启动
直接启动是指将电动机直接接入其额定电压的电源，并施加 额定电流的启动方式。这种启动方式的优点是操作简单、控 制方便，但启动电流较大，对电网和机械设备的冲击较大， 只适用于小容量电动机的启动。
辅助发动机启动的优点是可靠性高、可以适 应各种恶劣环境。但是，它需要额外的启动 设备和传动装置，结构复杂且成本较高。此 外，辅助发动机本身也需要维护和保养，增
加了使用成本和维护工作量。
03
蒸汽机车的启动方式
蒸汽机车直接启动
总结词
直接启动是蒸汽机车最常用的启动方式，通过点燃锅炉内的燃料，产生蒸汽推动活塞， 进而带动机车前进。
直接启动的电路简单，只需要将电动机的三相绕组直接接入 电源即可。在启动瞬间，电动机的启动电流为额定电流的5-7 倍，对电网造成较大的冲击。
串联启动
串联启动是指将多台电动机串联接入电源的启动方式。这 种启动方式的优点是可以减小启动电流对电网的冲击，但 需要控制每台电动机的启动时间，否则会造成部分电动机 过载。
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？
专题练习：机车的两种启动方式
专 【1 】题演习：机车的两种启动方法【常识总结】 一.以额定功率启动（1）0～t 1时光内,功率P,速度v,牵引力F,合力F 合,加快度a; （2）t 1时刻今后,功率P,速度v,牵引力F,合力F 合,加快度a; （3）t 1时刻速度达到值,此时牵引力F 与阻力f,v m =; （4）0～t 1时光内,汽车做活动; （5）t 1时刻今后,汽车做活动.二.以恒定加快度启动（1）0～t 1时光内,功率P,速度v,牵引力F,合力F 合,加快度a; （2）t 1～t 2时光内,功率P,速度v,牵引力F,合力F 合,加快度a; （3）t 2时刻今后,功率P,速度v,牵引力F,合力F 合,加快度a; （4）t 1时刻的速度v 1为活动的速度,v 1=; （5）t 2时刻的速度v m 为速度,v m =; （5）t 1时刻达到最大值; （5）t 2时刻达到最大值; （6）0～t 1时光内,汽车做活动; （7）t 1～t 2时光内,汽车做活动; （8）t 2时刻今后,汽车做活动.【例题解析】例1.一辆汽车在很长的平直路上从静止开端行驶,若汽车在行驶的进程中所受到的阻力保持不变,则（ ）A ．汽车可以保持一段时光内做匀加快直线活动B ．汽车在任何一段时光内都不成能做匀加快直线活动C ．汽车的功率刚达到额定功率时,速度达到最大值D ．汽车受到的阻力等于牵引力时,速度未达到最大值例2.上海世博会上,纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一.一概念车的总质量为920kg,在16s 内从静止加快到32m/s,受到恒定的阻力为1500N,假设它做匀加快直线活动,其动力体系供给的牵引力为N.当概念车以最高时速45m/s 做匀速直线活动时,其动力体系输出的功率为kw.例3.质量m=2×103kg.额定功率p=80kw 的汽车,以恒定的加快启动,其能到达的最大速度为v m =20m/s,汽车做匀加快度直线活动进程中的加快度大小为2m/s 2,若阻力保持不变.求：（1）汽车受到的阻力;（2）汽车做匀加快直线活动的时光; （3）汽车在3s 末的功率;（4）汽车的速度为16m/s 时的加快度.【巩固演习】v 112V v1.一辆汽车的额定功率为P=100kW,质量为m=10×103.求：（1）汽车以额定功率启动,其所能达到的最大速度;2的加快度启动,其做匀加快直线活动的时光.2.质量为2×103kg.额定功率为80kw的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s.若汽车从静止开端做匀加快直线活动,加快度的大小为2m/s2.汽车受到的阻力恒定.求：（1）汽车受到的阻力f;（2）汽车匀加快活动的时光;（3）发念头在3s末的瞬时功率. 3.图示为建筑高层建筑用的塔式起重机.起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起时2,当起重机输出功率达到其许可的最大值时,保持该功率直到重物做v m.取g=10m/s2,不计额外功.求：（1）起重机许可输出的最大功率;（2）重物做匀加快活动所阅历的时光和起重机在第2秒末的输出功率.4.一辆重5t的汽车,发念头的额定功率为80kW,汽车从静止开端以加快度a=1m/s2做匀加快直线活动,车受的阻力为车重的倍,g取10m/s2,求：（1）汽车做匀加快直线活动的最长时光t;（2）汽车做匀加快直线活动的进程的平均功率P;（3）汽车开端活动后第5s末和第15s末的瞬时功率;（4）汽车的最大速度v m;（5）假如汽车起动匀加快5s后做匀速直线活动,汽车匀速活动时的现实功率.。
专题：机车的两种启动方式(PXH)2020
v
5
根据牛顿第二定律，有： F f ma
可得： a F f 1.2104 5000 m / s2 1.4m / s2
m
5000
Hale Waihona Puke 解：（2）汽车以恒定加速度启动
根据牛顿第二定律，有： F f ma
可得： F f ma 7500N
当P=P额时，匀加速运动可以达到最大速度为：
v1
P额 F
(2)达到额定功率以后，便做变加速直线运动， 切不可误用匀变速运动规律求解．
(3)汽车匀加速启动时，匀加速运动过程中的末 速度不是汽车运动过程中的最大速度．
练习
3、汽车从静止开始能保持恒定加速度a做匀加速运动的
最长时间为t，此后汽车的运动情况是( A．加速度恒定为零，速度也恒定
)
B
B．加速度逐渐减少到零；速度逐大到最大值后保持匀速
解： （2）汽车以恒定加速度启动
根据牛顿第二定律，有： F f ma
可得： F f ma 8000N
当P=P额时，匀加速运动可以达到最大速度为：
v1
P额 F
80 103 8000
m/s
10m / s
所以，匀加速运动的时间为：
t1
v1 a
10 2
s
5s
1、某汽车发动机的额定功率为60KW，汽车质量为5t，汽车 在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。（g取10m/s2） 求： （1）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是 多少？当汽车速度达到5m/s时，其加速度是多少？ （2）若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，汽车做匀加速直线运 动这一过程能维持多长时间？
)
A．列车做匀加速直线运动
B．列车的速度和加速度均不断增加
机车启动两种方式--讲解和题
机车的两种启动方式江苏省淮安市阳光学校223300 冯新波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vt＝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。
而变加速阶段的位移应该用动能定理来计算：2=amfmvP－fPFPv m额额＝==↓⇒=↑⇒avPFv保持匀速直线运动⇒变加速运动匀速运动∙∙∙∙∙∙fPFPv m额额＝=2t2mmv21mv21s ftP－＝－额↑⇒Pv＝不变、fF－＝，mfFa⇒=↓⇒=avPF额保持匀速直线运动⇒匀速运动∙∙∙∙∙∙v3、用v －t 图，这一过程可表示为右图： 起初匀加速运动是一段倾斜的直线，紧接着是一段曲线，最后是平行于时间轴的直线。
「高中生物理培优难点突破」专题20机车启动的两种方式
「高中生物理培优难点突破」专题20机车启动的两种方式
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
2. 车在斜面上运动时
3. 机车启动的图像问题
4. 其他形式功率的计算
【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。
（2）恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用W=Pt计算，不能用W=FL计算（因为F为变力）.
（3）以恒定牵引力加速时功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用W=FL计算，不能用W=Pt计算（因为功率P是变化的），（4）汽车以恒定功率运行时，牵引力做的功W=Pt,由动能定理：,此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小。
（5）从P=Fv可以看出，汽车、火车等交通工具和各种起重机，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成反比，要增大牵引力，就要减小速度。
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。
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。
机车的两种启动方式通用课件
03
04
柴油机启动
优点：转矩大，适用于重载启动，可长时 间工作。
05
06
缺点：操作相对复杂，对环境有一定污染。
不同场景下的启动方式选择
城市轨道交通 由于对电网冲击小，电动机启动更适 合在城市轨道交通中使用。
矿山、工地等重载场景
柴油机启动由于转矩大，更适合这些 场景下的重载启动。
长时间连续工作
柴油机启动由于可以长时间工作，更 适合在需要长时间连续工作的场景下 使用。
直流传动与交流传动
直流传动是指用直流电动机直接驱动机车，而交流传动则是通过交流电动机经变 频器控制后驱动机车。两者各有优缺点，直流传动技术成熟、维护简单，但效率 较低；交流传动则具有更高的效率和更好的性能，但技术难度较大。
内燃机车启动方式
01
柴油机启动方式
内燃机车通常采用柴油机作为动力源，通过点燃柴油产生动力，再经传
介绍了内燃机车的两种启动方式，即压缩 启动和电启动，以及它们各自的优缺点和 适用范围。
机车启动方式的选择
机车启动的电路原理
比较了电力机车和内燃机车的启动方式， 并阐述了在选择机车启动方式时需要考虑 的因素。
讲解了机车启动的电路原理，包括电源、 控制电路和执行电路等部分。
未来发展趋势与展望
电力机车的未来发展趋势
启动方式
柴油机有压缩着火和电火花点燃两种启动方式。压缩着火启 动是通过压缩空气和燃油混合物产生高温高压，点燃柴油引 燃汽缸内的空气，产生工作循环；电火花点燃则是通过电火 花点燃汽缸内的空气，产生工作循环。
内燃机车启动操作流程
准备启动
确认机车状态正常，打开电源 开关，将控制手柄置于启动位置。
启动柴油机
检查电源
机车启动的两种方式
机车启动的两种方式
机车启动的两种方式如下：1. 恒定功率启动：由牛顿第二定律：F-f=maF=P/vP不变 v逐渐增大 所以F减小 因此a减小 所以汽车做加速度逐渐减小的加速运动随着v逐渐增大 F逐渐减小，当F=f时，汽车所受合力为零，做匀速运动。
2. 恒定加速度启动：由牛顿第二定律：F-f=maF=P/v(P表示瞬时功率)开始时，a不变，所以F不变，又因为v=at，所以v逐渐增大，又因为F不变，所以P增大，当P增大到额定功率P时，P不变 v逐渐增大 所以F减小 因此a减小 所以汽车做加速度逐渐减小的加速运动，随着v逐渐增大 F逐渐减小，当F=f时，汽车所受合力为零，做匀速运动。
汽车启动注意事项如下：1、启动发动机前，应确认发动机状况良好后再使用启动机。
2、启动前应将变速器挂上空挡，启动同时踩下离合器踏板，严禁用挂挡启动来移动车辆。
3、当启动机启动过程中，驱动齿轮未进入齿圈而高速运转时，应迅速松开启动钥匙。
若启动机不能停转，应立即关闭电源总开关，或拆下蓄电池接线，查找故障。
4、发动机启动后，应及时关断启动开关，以免单向离合器被瞬间反带而早期损坏。
5、使用无自保护功能的启动机时，启动后及时回转钥匙，发动机正常运转时，勿随意按启动按钮。
6、严禁使用启动机对发动机排除故障及挂挡移动车辆。
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直线
动
运动
•机车以恒定加速度启动的v－ t 图
先做匀加速运动，之后做加速度逐渐减小的变
加速直线运动，最终以速度 线运动。
vm＝
P
f阻
做匀速直
v
vm
0 t1 t2
t
Page 5
学会思考
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 额定功率时,匀加速运动结束匀加速的时间为：
• 10、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。12/16/
2020 3:17:37 AM03:17:372020/12/16
• 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。12/16/
谢 谢 大 家 2020 3:17 AM12/16/2020 3:17 AM20.12.1620.12.16
• 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。16-Dec-2016 December 202020.12.16
•
7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 20年12 月上午 3时17 分20.12. 1603:1 7December 16, 2020
•
8、业余生活要有意义，不要越轨。20 20年12 月16日 星期三 3时17 分37秒0 3:17:37 16 December 2020
•
9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自 强不息 。上午 3时17 分37秒 上午3时 17分03 :17:372 0.12.16
❖ 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vm＝
P
f阻
v
做匀速直线运动。
记住两个公式
vmபைடு நூலகம்
（1）瞬时加速度公式:
a=
F m
f阻
0
t1
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计算阻，不能用W
=Fs 计算（因为F 为变力）
例: 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，阻 力是车重的0.1倍，（g=10m/s2）求: 1）汽车运动的最大速度。 2）当汽车的加速度为2m/s2时，速度为多大？ 3）当汽车的速度为6m/s时，加速度为多大？
解：
当F
kmg时，速度最大：Vm
t1=
Vt a
=
P额 Fa
=(maP+额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
第二种情况：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
N
f
F
mg 图1
第一种情况：汽车以恒定加速度启动
→a＝→F－→m→f阻
→F P↑＝→F v↑ 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
机车两种启动方式讨论
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，v是汽车的速度。 （2）牛顿第二定律：F-f=ma，如图1所示。
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。下面就该类问题作详细分析。
•
5、知人者智，自知者明。胜人者有力 ，自胜 者强。 20.12.1 620.12. 1603:1 7:3703: 17:37D ecembe r 16, 2020
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6、意志坚强的人能把世界放在手中像 泥块一 样任意 揉捏。 2020年 12月16 日星期 三上午 3时17 分37秒0 3:17:37 20.12.1 6
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2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。03:1 7:3703: 17:3703 :1712/ 16/2020 3:17:37 AM
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3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.12.1 603:17: 3703:1 7Dec-20 16-Dec-20
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4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 03:17:3 703:17: 3703:1 7Wednesday, December 16, 2020
• 13、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异 纸上画饼充饥，无补于事。Wednesday, December 16, 2
02016-Dec-2020.12.16
• 14、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自 己眷恋了。20.12.1603:17:3816 December 202003:17
P kmg
60 103 0.1 5104
m/
s
12m /
s
P v1
kmg
ma1
v1
P kmg ma1
60 103 5103 104
m/
s
4m /
s
a2
P V2 kmg m
104 5 103 5 103
m s2
1m s2
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1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.1 2.1620. 12.16W ednesday, December 16, 2020