功率汽车启动问题PPT
汽车启动中的功率问题
汽车启动中的功率问题汽车的启动分为两种方式：一是以额定的功率启动最后达到匀速直线运动;二是以恒定的加速度启动最后达到匀速直线运动。
①汽车以额定的功率P启动当汽车以额定的功率P开动后，根据可知,汽车由开启，速度V越来越快,所以汽车的牵引力F牵就越来越小，但是在汽车达到匀速直线运动之前，汽车的牵引力虽然在减小，但还是比汽车所受到的摩擦力要大，所以汽车以额定功率开启是在做加速度越来越小的变加速运动，最后达到匀速直线运动的.汽车的V—t图像如图所示：②汽车以恒定的加速度a启动当汽车以恒定的加速度a开动后,根据牛顿第二定律可知汽车的牵引力是不变的，汽车在做匀加速直线运动。
但根据公式,又可以看出，汽车的速度在增大,但牵引力却不变，所以汽车的功率要跟着增大。
当汽车的速度增大到一定的时候,汽车的功率已经达到额定的功率，功率不能再增大了，所以此时，汽车就以额定功率继续做加速度越来越小的加速运动，直到汽车做匀速直线运动.在这个过程中，汽车达到额定功率时的速度，而汽车做匀速直线运动时的速度。
汽车的V-t图像如图所示:课后练习：1、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P，汽车行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小为（)A。
P/mv B。
2P/mv C. 3P/mv D。
4P/mv2、铁路提速要解决许多技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题.已知匀速行驶时，列车所受阻力与速度平方成正比，即f=kv2。
列车要提速,就必须研制出更大功率的机车。
那么，当列车分别以200km/h和50km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为( ）A。
2:1 B。
4:1 C。
16：1 D。
64：13、质量为5t的汽车,在水平路面上由静止开始做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，所受阻力是1000N,汽车在启动后第1s末牵引力的瞬时功率是（)A。
高中物理：机车的启动问题
高中物理：机车的启动问题汽车之类的交通工具靠发动机对外做功，发动机的额定功率认为是其最大输出功率，实际工作的功率范围在0－P额之间.1、机车以恒定功率启动设机车在运动过程中所受的阻力F f保持不变，由F－F f =ma及F=P／v知，随着速度v的增大，F将减小，加速度a减小，所以机车做变加速运动，当a=0时，机车速度达到最大值v m=P／F f，以后机车将做匀速直线运动，v－t图如图所示.2、以恒定加速度a启动要维持机车的加速度恒定，则牵引力应为恒力. 由P=F v知，汽车的输出功率必将越来越大，而输出功率的增大是有限的，当输出功率达到额定功率以后，机车只能再以恒定的功率（额定功率）行驶，此后，随着速度v的继续增大，牵引力F将减小，加速度a将减小，当a=0时，速度达到最大值v m=P／F f，以后机车做匀速运动. 其v－t图如图所示. 图中的v0是匀加速过程能达到的最大速度，而v m是全过程所能达到的最大速度，两者不能混淆.例、图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。
在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m=1.02 m/s的匀速运动。
取g=10 m/s2，不计额外功。
求：（1）起重机允许输出的最大功率。
（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。
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＝F0v m ①F0＝mg ②代入数据，有：P0＝5.1×104W ③（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0＝F0v1 ④F－mg＝ma ⑤V1＝at1 ⑥由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s ⑦T＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则v2＝at ⑧P＝Fv2 ⑨由⑤⑧⑨，代入数据，得：P＝2.04×104W。
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。
功和功率专题：机车启动问题 课件 -高一物理人教版(2019)必修第二册
以恒定功率启动
v0=0，P一定
v↑
F ↓＝
→P v↑
a↓＝
F↓－→F阻 →m
F阻
v—t 图象
F牵
a减小的变加速运动
v
vm
加速阶段 的图象
0
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P F阻
F阻
F牵
保持 vm
匀速
vm
匀速运动
匀速阶段 的图象
t
以恒定功率启动
说明：
1.F为变力时，发动机做的功只能用 W=Pt 计算，不能用W =Fl 计算。
( m a+ f阻 ) a
v1
说明：
1.达到最大速度的本质条件:a=0
0 t1
t
2.匀加速结束的条件是：P实=Pmax=P额
3.当匀加速结束时速度为v1，P额=Fv1=f阻Vm (其中F=ma+f阻)
以恒定加速度启动
画出整个过程中汽车运动的P－t图像. 答案 如图所示：
习题精讲
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为5×103 N，求： (1)汽车所能达到的最大速度的大小；
新教材人教版（2019版） 物理（高中必修第二册）
第八章 机械能守恒定律
第1节 功和功率—专题：机车启动问题
课堂引入
机车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
瞬时速度
v
功率
P=F v
牵引力
启动方式
机车的启动方式有两种：
1.以恒定功率 P 启动;(P≤P额) 2.在恒定的牵引力F作用下 匀加速启动。
高中物理 第七章第3节 功率 机车的启动问题课件
P=F1v ↑
P=P额不变 v↑
F=P额/v ↓ a=(F-f)/m ↓
P=P额不变 F2=P额/vm=f
a=0 v= vm
第四页，共7页。
V
F
P
t
O 1.匀加速直线运动过程
t
(guòchéng)各物理量随
时 2.加间速变度化逐？渐(zhújiàn)减小的
加速运动过程中各物理量随时
间3.变匀化速？运动过程中各物理量
0
t 随时间(shíjiān)变化
第五页，共7页。
例：汽车发动机的功率(gōnglǜ)为P=60KW，汽车的质 量 为5000Kg，该车在水平路面上沿直线行驶时， 阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2
试求：1汽车保持额定功率的大小由静止 启动后能达到的最大速度(sùdù)？
2若汽车从静止开始且保持以 a=0.5m/s2的加速度(sùdù)做匀速直线运动，这一 过程能维持多长时间以及汽车做匀变速直 线运动的最大速度(sùdù)？
V
第三页，共7页。
2.汽车以恒定加速度启动
汽车先做匀加速运动，再做变加速运动，最后做匀速运动。
fLeabharlann F1fFf
F2
匀加速运动(jiā sù变y加ù速n 运dò动nɡ)
A
B (jiā sù yùn
dònɡ)
vA=0
vB= P额/F
匀速运动 C (yúnsù
yùndòng) vC=vm
a=(F1-f)/m 不变
匀速运动 C (yúnsù vC= vm yùndòng)
P=P额不变 F2=P额/vm=f
a=0 v=vm
第二页，共7页。
a F牵 F f m F牵减小
汽车启动的图象问题
3、如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，用传 感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速 度与轻绳的拉力 ，并描绘出 图象。假设某次实验所得的图象如 图乙所示，其中 t1 时间段内的图象为线段AB，且线段AB与 轴 平行，t2 时间段内的图象为线段BC， t1 + t2= 3s，C点以后重物 做匀速直线运动。g=10m/s2，绳重及一切摩擦和阻力均可忽略 不计。 （1）求 t2时间内的细绳拉力功率t1和时间段内物体上升的加速度； （2）求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内拉力做的 总功和物体通过的总路程。
汽车启动的图象问题
1、汽车在平直的公路上由静止启动，图象 甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象 乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设 汽车在运动过程中汽车受到的阻力和最大牵引力； (2)汽车在做变加速运动过程中的位移。
2、在检测某种汽车性能的实验中，质量为 3000㎏的汽车 由静止开始沿平直公路行驶，利用传感器测得此过程中 不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F— 1/V 图象（图象ABC为汽车由静止到最大速度的全过程图 象，AB、BO均为直线）。假设该汽车行驶中所受的阻力 恒定，根据图线ABC，求: （1）该汽车的最大速度、额定功率、阻力； （2）速度为8m/s及16m/s时的加速度。 （3）该汽车由静止开始运动，经过35秒速度达到最大速 度，求该汽车在35s内发动机做的功及BC段的位移。
汽车启动专题———第二课时
P=Fv
P一定， v越小， F越大。
练 汽车发动机的额定功率为60kW,质量为5t, 习 2 汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍 ,
解：当 F
求汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大 速度。
f 0.1mg 时，v达到最大。
3 P额 P额 6010 vm m s 12 m s 3 F f 0.1 5 10 10
练 汽车发动机的额定功率为80kW，它 习 3 以额定功率在平直公路上行驶的最大速度 为20m/s，那么汽车在以最大速度匀速行 驶时所受的阻力是（ B ） A、8000N B、4000N C、2500N D、1600N
当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大， 此后匀速行驶。
P额 80000 f F N 4000 N vm 20
练 习 4
中国第一辆使用燃料电池驱动的“氢气型” 电动汽车，其发动机的额定功率为24kW，汽车 连同驾乘人员总重为m=2t，在水平路面上行驶
受到的阻力为800N，求：
(1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度。30m/s
(2)汽车在额定功率行驶时，速度为20m/s时的加
速度。 0.2m/s2
练 在水平路面上运动的汽车的额定功率为 习 100kW，质量为10t，设阻力恒定，且为车重的0.1 5
回顾
定义式： P＝ t W 一般用于求平均功率 求瞬时、平均功率
常用式： P = F v
额定功率和实际功率
2、实际功率：机器在工作中实际输出的功率。
3、一般，实际功率总是小于或等于额定功率。
1、额定功率：机器正常工作时的最大输出功率。
汽车的启动问题
发动机的 实际功率 P＝F v 汽车的瞬 时速度
2025年高考物理一轮复习(新人教版) 第6章 第1课时 功、功率 机车启动问题
考点一 功的分析和计算
判断正误
1.只要物体受力的同时又发生了位移，则一定有力对物体做功。( × ) 2一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动。( √ ) 3.力F1、F2做的功分别为10 J和－15 J，则力F1比F2做功多。( × )
4.功有正负，说明功是矢量，因此总功是所有外力做功的矢量和。
第六章
机械能守恒定律
考 情 分 析
体育运动中功和功率问题，风力发电功率计算，蹦极运动、过
试
生活实践类 山车等能量问题， 汽车启动问题，生活、生产中能量守恒定律
题
的应用
情
境
变力做功的计算，机车启动问题，单物体机械能守恒，用绳、
学习探究类 杆连接的系统机械能守恒问题，含弹簧系统机械能守恒问题，
传送带、板块模型的能量问题
第 1
功、功率 机车启动问题
课
时
目标 1.理解功的概念，会判断功的正负，会计算功的大小。2.理解功率的概念，掌握功率的两个公式，会计算平均 要求 功率和瞬时功率。3.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。来自 内考点一 功的分析和计算
容
索
考点二 功率的分析和计算
引
考点三 机车启动问题
考点一 功的分析和计算
(2)斜面对物体的摩擦力所做的功； 答案 100 J
斜面对物体的摩擦力所做的功 Wf＝Ffxcos (90°－θ)＝100 J
考点一 功的分析和计算
(3)物体重力所做的功； 答案 －400 J
物体重力做的功WG＝－mgx＝－400 J
考点一 功的分析和计算
(4)合外力对物体所做的功。 答案 0
考点一 功的分析和计算
例2 如图所示，升降机内斜面的倾角θ＝30°，质量为2 kg的物体置于斜 面上始终不发生相对滑动，在升降机以5 m/s的 速度匀速上升4 s的过程中。g取10 m/s2，求： (1)斜面对物体的支持力所做的功； 答案 300 J
2020高考物理功率与机车启动问题(解析版)
2020年高考物理备考微专题精准突破专题3.2 功率与机车启动问题【专题诠释】 一、功率的计算1．平均功率的计算方法 (1)利用P ＝Wt.(2)利用P ＝Fv cos α，其中v 为物体运动的平均速度． 2．瞬时功率的计算方法(1)P ＝Fv cos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度．(2)P ＝Fv F ，其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度． (3)P ＝F v v ，其中F v 为物体受到的外力F 在速度v 方向上的分力． 二 机车启动问题1．模型一 以恒定功率启动 (1)动态过程(2)这一过程的P -t 图象和v -t 图象如图所示：2．模型二 以恒定加速度启动 (1)动态过程(2)这一过程的P -t 图象和v -t 图象如图所示：3．三个重要关系式(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即v m ＝PF 阻.(2)机车以恒定加速度启动时，匀加速过程结束时功率最大，速度不是最大，即v ＝P F ＜v m ＝PF 阻.(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W ＝Pt ，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或速度．【高考领航】【2018·新课标全国III 卷】地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。
某竖井中矿车提 升的速度大小v 随时间t 的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段 加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。
不考虑摩擦阻力和空气阻力。
对于第①次 和第②次提升过程（ ）A ．矿车上升所用的时间之比为4:5B ．电机的最大牵引力之比为2:1C ．电机输出的最大功率之比为2:1D ．电机所做的功之比为4:5 【答案】AC【解析】设第②次所用时间为t ，根据速度图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，12×2t 0×v 0=12×（t +3t 0/2）×12v 0，解得：t =5t 0/2，所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为2t 0∶5t 0/2=4∶5，选项A 正确；由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，F –mg =ma ，可得提升的最大牵引力之比为1∶1，选项B 错误；由功率公式，P =Fv ，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C 正确；加速上升过程的加速度a 1=00v t ，加速上升过程的牵引力F 1=ma 1+mg =m (00v t +g )，减速上升过程的加速度a 2=–00v t ，减速上升过程的牵引力F 2=ma 2+mg =m (g –0v t )，匀速运动过程的牵引力F 3=mg 。
高考物理专题34功率与机车启动的两个模型练习含解析
专题34 功率与机车启动的两个模型1．公式P ＝W t 一般用来计算平均功率，瞬时功率用公式P ＝Fv cos θ进行计算，若v 取平均速度，则P ＝Fv cos θ为平均功率.2.分析机车启动问题时，抓住两个关键：(1)汽车的运动状态，即根据牛顿第二定律找出牵引力与加速度的关系；(2)抓住功率的定义式，即牵引力与速度的关系.3.机车启动四个常用规律：(1)P ＝Fv ；(2)F －F f ＝ma ；(3)v ＝at (a 恒定)；(4)Pt －F f x ＝ΔE k (P 恒定)．1.(2020·湖北随州市3月调研)如图1所示，一半圆槽固定在水平面上，A 、B 两点为最高点，O 为最低点，一个小球在外力控制下沿AOB 做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )图1A ．半圆槽对小球的支持力先做正功后做负功B ．合力对小球先做负功后做正功C ．小球在最低点O 时，所受合力的功率最大D ．整个过程中小球重力的功率先减小后增大答案 D解析 小球在外力控制下沿AOB 做匀速圆周运动，半圆槽对小球的支持力与其速度一直垂直，故支持力不做功，故A 错误；小球做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心，方向始终与速度方向垂直，合力不做功，功率为零，故B 、C 错误；小球在运动过程中，竖直分速度先减小后增大，故小球重力的功率先减小后增大，故D 正确．2．(2020·河南洛阳市一模)为了人民的健康和社会的长远发展，我国环保部门每天派出大量的洒水车上街进行空气净化除尘，已知某种型号的洒水车的操作系统是由发动机带动变速箱，变速箱带动洒水泵产生动力将罐体内的水通过管网喷洒出去，假设行驶过程中车受到的摩擦阻力与其质量成正比，受到的空气阻力与车速成正比，当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，以下判断正确的是( )A ．洒水车的动能保持不变B ．发动机的功率保持不变C ．牵引力的功率随时间均匀减小D ．牵引力大小跟洒水时间成反比答案 C解析 以车和车内的水为研究对象，受力分析可知，水平方向受牵引力、摩擦阻力和空气阻力作用，由题意，车受到的摩擦阻力与其质量成正比，受到的空气阻力与车速成正比，洒水车匀速行驶，合力为零，整体的质量在减小，故摩擦阻力在减小，空气阻力恒定不变，则由F －F f －F 阻＝0知，牵引力减小，E k ＝12mv 2，洒水车的质量减小，速度不变，故动能减小，故A 错误．发动机的功率P ＝Fv ，牵引力减小，速度不变，则发动机的功率减小，故B 错误．牵引力F ＝F f ＋F 阻，洒水车的质量随时间均匀减小，则牵引力的大小随洒水时间均匀减小，不成反比，故D 错误．牵引力的功率随洒水时间均匀减小，故C 正确．3．(多选)(2020·陕西宝鸡中学第三次模拟)我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢的质量均为m ，动车的额定功率都为P ，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力恒为车重的k 倍．某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组( )A ．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同B ．加速运动时，第3、4节与第7、8节车厢间的作用力之比为1∶1C ．无论是匀加速启动还是以恒定功率启动，行驶的最大速度v m 都为P 8kmgD ．以恒定功率启动达到最大速度v m 的过程中，动车组的平均速度大于12v m 答案 BD解析 启动时乘客受到车厢的作用力包括两部分，一部分提供乘客前进的动力，与运动方向相同，另一部分对乘客的竖直向上的支持力与重力平衡，因此乘客受到车厢的作用力应该是这两部分力的合力，方向与乘客运动方向不同，A 错误；由于第1、5节车厢为动车，其余为拖车，根据对称性，第4、5节车厢间不存在作用力，第3、4节与第7、8节车厢间的作用力相等，B 正确；设每节动车的功率为P ，每一节车厢的质量是m ，阻力为kmg ，以恒定的功率启动时，最后做匀速运动，牵引力等于阻力时速度达到最大；以恒定的加速度启动，先达到额定功率，再保持功率不变，最后达到最大速度时，牵引力也与阻力相等，最后的速度与恒定功率启动的速度相等．根据功率定义可知2P ＝8kmgv m ，可得最大速度均为v m ＝P4kmg，C 错误；以恒定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，其v －t 图象是斜率越来越小的曲线，其与时间轴围成的面积比匀加速运动围成的面积大，匀加速的平均速度为12v m ，因此以恒定功率启动时的平均速度大于12v m ，D 正确． 4．(2020·江西南昌市三校联考)汽车以额定功率P 在平直公路上以速度v 1＝10 m/s 匀速行驶，在某一时刻突然使汽车的功率变为2P ，并保持该功率继续行驶，汽车最终以速度v 2匀速行驶(设汽车所受阻力不变)，则( )A ．v 2＝10 m/sB ．v 2＝20 m/sC ．汽车在速度v 2时的牵引力是速度v 1时的牵引力的两倍D ．汽车在速度v 2时的牵引力是速度v 1时的牵引力的一半答案 B解析 汽车匀速行驶，阻力等于牵引力，汽车受到的阻力为F f ＝P v 1，若汽车的功率变为2P ，当牵引力等于阻力时，速度最大为v 2，已知阻力不变，故牵引力不变，v 2＝2P F f＝2v 1＝20 m/s ，故A 、C 、D 错误，B 正确．5.如图2所示，质量为m 的小球以初速度v 0水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力，重力加速度为g )( )图2A ．mgv 0tan θB.mgv 0tan θC.mgv 0sin θ D ．mgv 0cos θ答案 B解析 小球落在斜面上时重力的瞬时功率为P ＝mgv y ，而v y tan θ＝v 0，所以P ＝mgv 0tan θ，B 正确；本题中若直接应用P ＝mgv 求解可得P ＝mgv 0sin θ，则得出错误答案C. 6.(2020·甘肃威武市三诊)仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一．根据该标准高三女生一分钟内完成 55 个以上仰卧起坐记为满分．如图3所示，若某女生一分钟内做了 50 个仰卧起坐，其质量为 50 kg ，上半身质量为总质量的 0.6 倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g 取10 m/s 2 .则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为( )图3A ．10 WB ．40 WC ．100 WD ．200 W答案 C解析 该同学身高约1.6 m ，则每次上半身重心上升的距离约为14×1.6 m＝0.4 m ，则她每一次克服重力做的功W ＝0.6mgh ＝0.6×50×10×0.4 J＝120 J1 min 内她克服重力所做的总功W 总＝50W ＝50×120 J＝6 000 J她克服重力做功的平均功率为P ＝W t ＝6 00060W ＝100 W ，故C 正确，A 、B 、D 错误． 7．(2020·超级全能生24省11月联考)张家界百龙天梯(如图4甲)是吉尼斯世界纪录记载世界最高的户外观光电梯，百龙天梯垂直高度差335 m ，运行高度326 m ，用时66 s 就能从地面把人带到山顶．某次观光电梯空载测试由静止开始以a ＝5 m/s 2的加速度向上做匀加速直线运动，当输出功率达到其允许的最大值时(t ＝1 s)，保持该功率继续向上加速，其运动的a －t 图象如图乙所示．则0～1 s 和1～2 s 牵引力对电梯所做的功之比为( )图4A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶1D ．条件不足，无法确定答案 A解析 由题意可知，0～1 s 内观光电梯做匀加速运动，此过程牵引力恒定，设为F ，由牛顿第二定律可知，此过程牵引力做的功为W 1＝F ·12at 2＝2.5F (J)，输出功率最大值为P ＝F ·at ＝5F (W).1～2 s 内保持功率不变，此过程牵引力做的功为W 2＝Pt ＝5F (J)，所以W 1∶W 2＝1∶2，故A 正确．8．(多选)(2019·山西晋中市适应性调研)如图5甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F ，使环由静止开始运动，已知拉力F 及小环速度v 随时间t 变化的规律如图乙、丙所示，重力加速度g 取10 m/s 2.则以下判断正确的是( )图5A ．小环的质量是1 kgB ．细杆与地面间的倾角是30°C ．前3 s 内拉力F 的最大功率是2.25 WD ．前3 s 内拉力对小环做的功为5.75 J答案 AD解析 由速度－时间图象得到环先匀加速上升，然后匀速运动，由题图可得：第 1 s 内，a ＝Δv t ＝0.51m/s 2＝0.5 m/s 2，加速阶段：F 1－mg sin θ＝ma ；匀速阶段：F 2－mg sin θ＝0，联立以上三式解得：m ＝1 kg ，sin θ＝0.45，故A 正确，B 错误；第1 s 内，速度不断变大，拉力的瞬时功率也不断变大，第1 s 末，P ＝Fv 1＝5×0.5 W＝2.5 W ；第1 s 末到第3 s 末，P ＝Fv 1＝4.5×0.5 W＝2.25 W ，即拉力的最大功率为2.5 W ，故C 错误；从速度－时间图象可以得到，第1 s 内的位移为0.25 m,1～3 s 内的位移为1 m ，前3 s 内拉力做的功为：W ＝5×0.25 J＋4.5×1 J＝5.75 J ，故D 正确．9．(2019·吉林五地六校期末)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，之后保持额定功率继续运动，其v －t 图象如图6所示．已知汽车的质量为m ＝2×103 kg ，汽车受到地面的阻力为车重的110，g 取10 m/s 2，则( )图6A ．汽车在前5 s 内的阻力为200 NB ．汽车在前5 s 内的牵引力为6×103NC ．汽车的额定功率为40 kWD ．汽车的最大速度为20 m/s答案 B解析 汽车受到地面的阻力为车重的110，则阻力F f ＝110mg ＝110×2×103×10 N＝2 000 N ，选项A 错误；由题图知前5 s 的加速度a ＝Δv Δt＝2 m/s 2，由牛顿第二定律知前5 s 内的牵引力F ＝F f ＋ma ，得F ＝(2 000＋2×103×2) N ＝6×103 N ，选项B 正确；5 s 末达到额定功率P 额＝Fv 5＝6×103×10 W＝6×104W ＝60 kW ，最大速度v max ＝P 额F f ＝6×1042 000 m/s ＝30 m/s ，选项C 、D 错误．10．(2019·安徽黄山市一模)一辆F1赛车含赛车手的总质量约为600 kg ，在一次F1比赛中赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a 和速度的倒数1v的关系如图7所示，则赛车在加速的过程中( )图7A ．速度随时间均匀增大B ．加速度随时间均匀增大C ．输出功率为240 kWD ．所受阻力大小为24 000 N答案 C解析 由题图可知，加速度变化，则赛车做变加速直线运动，故A 错误；a －1v的函数方程a ＝(400v－4) m/s 2，赛车加速运动，速度增大，加速度减小，故B 错误；对赛车及赛车手整体受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律有F －F f ＝ma ，其中F ＝Pv，联立解得a ＝P mv －F f m ，当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图象可知，a ＝0时，1v m＝0.01 s/m ，v m ＝100 m/s ，所以最大速度为100 m/s ；由图象可知F f m ＝4 m/s 2，解得F f ＝4 m/s 2·m＝4×600 N＝2 400 N ，故D 错误；0＝1600 kg ·P 100 m/s－4 m/s 2，解得P ＝240 kW ，故C 正确．11．(2020·江苏省如皋中学、徐州一中、宿迁中学三校联考)如图8(a)所示，在水平路段AB 上有质量为1×103 kg 的汽车，正以10 m/s 的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC 因粗糙程度与AB 段不同引起阻力变化，汽车通过整个ABC 路段的v －t 图象如图(b)所示，t ＝15 s 时汽车刚好到达C 点，并且已做匀速直线运动，速度大小为5 m/s.运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变，假设汽车在AB 路段上运动时所受的恒定阻力为F f ＝2 000 N ，下列说法正确的是( )图8A ．汽车在BC 段牵引力增大，所以汽车在BC 段的加速度逐渐增大B ．汽车在AB 、BC 段发动机的额定功率不变都是1×104 WC ．由题所给条件不能求出汽车在8 m/s 时加速度的大小D ．由题给条件可以求出汽车在BC 段前进的距离答案 D解析 由v －t 图象斜率代表加速度可知，BC 段图象斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，故A 错误；当在AB 段匀速运动时牵引力与摩擦力相等，则有P ＝Fv ＝F f v ＝2 000×10 W＝2×104 W ，故B 错误；由B 选项可知汽车额定功率P ＝2×104 W ，当汽车在C 点时，已做匀速运动，牵引力与摩擦力相等，P ＝F ′v ′＝F f ′v ′，F f ′＝P v ′＝2×104 W 5 m/s ＝4×103 N ，当汽车速度为8 m/s 时，则此时的牵引力F 1＝P v 1＝2×1048 N ＝2 500 N ，则此时加速度为a ＝F 1－F f ′m＝2 500－4 0001×103 m/s 2＝－1.5 m/s 2，故C 错误；设从B 到C 的距离为x ，由动能定理可知12mv C 2－12mv B 2＝Pt －F f ′x ，解得x ＝59.375 m ，故D 正确． 12．高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象．现利用这架照相机对MD －2 000家用汽车的加速性能进行研究，如图9为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为4 m ，照相机每两次曝光的时间间隔为2.0 s ．已知该汽车的质量为1 000 kg ，额定功率为90 kW ，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 500 N.图9(1)试利用图示，求该汽车的加速度大小；(2)若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间？(3)汽车所能达到的最大速度是多大？(4)若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3 000 N ，求汽车运动2 400 m 所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)．答案 (1)1.5 m/s 2(2)20 s (3)60 m/s (4)70 s解析 (1)由题图可得汽车在第1个2.0 s 时间内的位移x 1＝9 m ，第2个2.0 s 时间内的位移x 2＝15 m汽车的加速度a ＝Δx T 2＝1.5 m/s 2.(2)由F －F f ＝ma 得，汽车牵引力F ＝F f ＋ma ＝(1 500＋1 000×1.5) N ＝3 000 N 汽车做匀加速运动的末速度v ＝P 额F ＝90×1033×103 m/s ＝30 m/s.匀加速运动保持的时间t 1＝v a ＝301.5 s ＝20 s.(3)汽车所能达到的最大速度v m ＝P 额F f ＝90×1031.5×103 m/s ＝60 m/s.(4)由(1)、(2)知匀加速运动的时间t 1＝20 s ，运动的距离x 1′＝v 2t 1＝302×20 m＝300 m所以，后阶段以恒定功率运动的距离x 2′＝(2 400－300) m ＝2 100 m对后阶段以恒定功率运动，有：P 额t 2－F f x 2′＝12m (v m 2－v 2)解得t 2＝50 s所以最短时间为t 总＝t 1＋t 2＝(20＋50) s ＝70 s ．。
《发动机起动系统》PPT课件
保护发动机节油又环保
36
动液，这些液体的储液罐大多呈透明的，一目了然。 然后将点火锁匙转到开的位置（并不是启动发动机）， 查看仪表板各个仪表和指示灯是否显示正常。依次开 启关闭小灯、大灯、会车灯、雾灯、转向灯，故障灯、 倒档灯和刹车灯等，尤其要重视转向灯和刹车灯，不 管白天黑夜，这两种信号灯是最关系到行车安全的， 任何时候都要保持良好的状态。
35
汽车启动规范
不管汽车的新旧程度，司机在首次启动汽车时做到一看二 查三启动，对延长汽车的使用寿命会有很好的作用。
一看，就是围绕汽车转一圈，主要看汽车的外表和环境为 主，看看车前车后有没有障碍物，停车位置的地面有没有 可疑的油渍或水渍，前后灯具总成是否有损坏，轮胎气压 是否够气。
二查，就是了解发动机的机油、冷却水是否够量，前后照
（4）发动机运转或行驶时，听到严重异响，应立 即停车检查，不能再起动行驶。
（5）发动机燃油系统密封不良产生泄漏。如喷嘴、 燃油管、接头泄漏，在故障未排除、泄漏燃油未 清理干净前不能起动发动机，以免引发火灾。
精选课件ppt
洁能保 柴油净化器 保护发动机节油又环保
39
发动机不能启动的原因
在发动机一切正常的情况下，启动机或蓄电池有故障都会 使发动机难以启动，甚至不能启动。遇此情况，首先要了解启 动机与蓄电池的使用情况，以便大致判断故障部位。若蓄电池 使用时间已经超过1年，应重点检查其技术状况；若蓄电池使 用时间较短，而启动机长时间未检修，则应从启动机查起。然 后根据启动时的故障现象进行分析和处理：
精选课件ppt
洁能保 柴油净化器 保护发动机节油又环保
19
精选课件ppt
洁能保 柴油净化器 保护发动机节油又环保
20
第四节 起动机主要部件
(完整版)机车启动的两种物理模型
m
牵引力等于阻力
a=0时
机车达到最大速度
变加速直线运动
速度达到最大后，
做匀速直线运动，
此时牵引力等于阻
F
力。
Vm
f
0
t
上图中牵引力F为变力，当牵引力
等于阻力时，即 F f ，小车
达到最大速度。
t1
变加速 直线运 动
二、以恒定的加速度a启动
V at
加速度a一定
速度V增加↑
牵引力不变( F ma f
a不变，牵引力不变）
功率P增加↑
P=FV
匀加速直线运动
当功率达到额定功率，
P P额
即
保持 P P额 继续加速运动
速度增大，牵引力减小， 变
加速度a减小
加 速
直
当牵引力F=f时速度最大 此时加速度a=0，此后机车以最大速度做匀速直线运动。
线 运
动
这个过程是加速度减小到0的 过程
分析：
aF f m
机车启动
机车启动的两种模型
牵引力
分析：机车 启动问题一 般包括两种 情况。以恒 定的功率启 动或是以恒 定的加速度 启动。
P FV
实际功 率
瞬时速度
以恒定的功率P启动
机车启动的两种情况
以恒定的加速度a启动
一、以恒定的功率P启动
功率P一定 加速度a减小
速度V↑
阻力f不变
牵引力F↓
F P/V
加速度 a F f
t1
f
P额ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
maa
F为机车牵引力
t1到t2阶段，机车做加速度逐渐减小的，当加速度a 0时机车速度
达到最大为VM
VM
- 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)。
起重机 2 在 30 秒内把 1 吨 重的货物匀速提高6m。 起重机1在1分钟内把1吨 重的货物匀速提高6m。
功率是描述做功快慢的物理量。 （反映了能量转化的快慢）
基础知识
平均功率 1、功率 瞬时功率
w p t
p F v cos
p Fv cos
E p t
能量转化功率
2、功率是指某个力的功率，反映能 量转化或转移快慢程度
返
二、机车的功率公式
机车起动过程中，发动机的功率指牵引 的功率而不是合外力或阻力的功率。 机动车的牵引力的方向总是与速度方向 相同。
P F
返
五、探究机车以恒定功率启动(阻力f不变)
开始v很小. ①由P＝Fv，P一定、v 很小可知，F很大； ②由F－f=ma、f与m不 变可知，F很大，a很大。
【例2】设汽车在起动阶段为匀加速 直线运动，则在起动阶段 A．汽车速度增大，发动机功率不变 B．发动机牵引力增大，功率增大 C．发动机牵引力不变，功率不变 D．发动机牵引力不变，功率增大
D
【例3】汽车质量为5t，其发动机额定功 率为37.5kW，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 1.0m/s2做匀加速运动，最后匀速运动的 速度为15m/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？
【例题】一个质量是1.0kg的物体，从地面上方 20m高处开始做自由落体运动。（g取10m/s2) 第1s时间内下落的位移是多少？ 5m
这第1s内重力对物体做多少功？50J
第2s时间内物体下落的位移是多少？ 15m
这第2s内重力对物体做多少功？ 150J
第1s内和第2s内重力对物体做功的功率各是
多大？
返
小结
一、额定功率和实际功率
二、机车的功率公式 三、探究机车以恒定功率启动
0
m
m
加速度减小的加速运动 匀速运动 四、探究机车以恒定加速度启动
0
m
m
匀加速运动
加速度减小 的加速运动
匀速运动
【例】CD、EF为两足够长的导轨，CE＝L， 匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感强度为B， 导体CE连接一电阻R，导体ab质量为m，框架 与导体电阻不计，如图．框架平面与水平面成θ 角，框架与导体ab间的动摩擦力为f，求导体ab 下滑的最大速度？
粗糙，
+q
E
求：环能达到的最大速度？
B
f
a
a
a=0
F
f
a=0
F
F f
F f
1.运动分为两个阶段：
第一阶段：加速度逐渐减小的加速运动 第二阶段：匀速运动 2.达到匀速运动的条件:
F=f
t
3.速度随时间变化的图像m
【例1】质量为5t的汽车，保持恒定的 80kW的额定功率在平直的公路上行驶，所 受的阻力为车重的0.08倍，求： （1）汽车可以达到的最大速度是多大？ （2）当汽车行驶速度为最大可能速度之 半时，加速度是多大？
50W 150W 这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？ 2s末重力对物体做功的功率是多大？ 100W
【例2】质量为2kg的物体，受到24N竖 直向上的拉力作用，由静止开始运动， 运动了5s。求5s内拉力对物体所做的功 是多少？5s内拉力的平均功率及5s末拉 力的瞬时功率各是多少？ （g=10m/s2）
v↑.
①由P＝Fv、P一定， v↑可知F↓；
②由a=（F－f）/m、f、 m一定、F↓可知a↓.
汽车做匀速直线运动， 当F减小到Fmin＝f 时， 速度的大小为 a＝（F－f）/m＝0， v ＝ v m。 速度达到最大。由F＝Fv 得，v＝vm＝P/f。 Ⅰ（加速减小的加速运动） Ⅱ（匀速直线运动）
返
六、探究机车以恒定加速度 启动(阻力f不变)
Ⅰ（匀加速直线运动） 开始v很小， a不变 v↑ a不变 ①由a=（F－f）/m ①由P=Fv得，P 得，F不变。 增大； ②由P=Fv得， ②由a=(F－f)/m P很小； 得，F不变。 Ⅱ （加速度减小的加速运动） Ⅲ（匀速直线运动） P=P额不变， v继续增大 ， ①由P=Fv得， F减小。 ②由a=(F－f)/m得， a减小。 当Fmin=f 时， ①由a=(F－f)/m a=0 ②由P=fv得， v＝vm=P/f 得
直到Pmax＝P额时， 匀加速直线运动 结束，v达到匀 加速的最大速度；
1.运动分为三个阶段：
第一阶段：匀加速直线运动，当功率达到额定功率 时结束。 第二阶段：加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力 等于阻力时结束。 第二阶段：当牵引力等于 阻力时，开始匀速运动。
2.速度随时间变化一、额定功率和实际功率 二、机车的功率公式 三、探究机车以恒定功率启动 四、探究机车以恒定加速度启动
一、额定功率和实际功率
1．额定功率：是指机器正常工作时的最大输 出功率，也就是机器铭牌上的标称值。 2．实际功率：是指机器在工作中实际输出的 功率． 3．机器不一定在额定功率下工作，机器正常 工作时实际功率总是小于或等于额定功率， 机器只能在短暂时间内实际功率略大于额 定功率，但不允许长时间超过额定功率。
【例3】如图所示，质量为m的物体，沿 长L，倾角为的光滑斜面，自顶端由静 止滑到L/2处，重力做功的瞬时功率为 多少？物体滑到底端时，重力做功的瞬 时功率为多少？
L/2
【例4】质量为m的物体，距地面高度为 h，以初速度0水平抛出，求： （1）物体落地时，重力的瞬时功率； （2）从抛出到落地，重力的平均功率。