机车的两种启动方式
机车的两种启动方式
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 。
机车起动的两种方式分析
机车起动的两种方式分析机车起动问题是指汽车、火车、轮船、摩托等动力机械的起动问题，而起动过程分为以恒定功率起动和恒力起动（先匀加速起动至额定功率后再变加速运动）两种情况，因起动过程中各物理量相互关联而又发生变化，过程比较复杂，有一定的难度．1．以恒定功率起动在此过程中，机车不断加速，因为开始时机车已经达到额定功率，根据P=Fv 可知在速度v 不断增大的时候，牵引力F 会不断减小，加速度F-f=ma （f 表示机车运动过程中受到的阻力）也不断减小，但因为加速度的方向和速度的方向相同，所以无论加速度a 怎样小，速度v 也是增加的．即机车一直做加速度减小的加速运动，直到F f =时，达到最大速度m P P v F f==，此后以v m 做匀速直线运动．起动过程结束的标志就是“速度不变”． 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，阻力是车中的0.1倍，g=10m/s 2问（1）汽车保持以额定功率从静止启动能达到的最大速度是多少？解析：由P =F·v 可知，汽车在额定功率下行驶，牵引力与速度成反比．速度增大，牵引力减小，当汽车的牵引力与所受阻力相等时，速度达到最大．所以v m =P /F f=60000/0.1×5000×10m/s = 12m/s ． 说明：此类问题主要把握住机车作加速度减小的加速运动，最终匀速的运动特点，利用F f =时，达到最大速度m P P v F f==来解题． 2．先以恒力起动至额定功率后再恒功率起动该起动过程分为两个阶段：阶段１是匀加速过程，在此过程中，速度v 由零开始不断增加，功率P 也由零开始逐渐增加；由F-f=ma ，因为加速度a 是不变的，所以在此过程中牵引力F 也是不变的．此过程的结束就是第二个过程的开始，以“功率P 达到最大即额定功率，但速度没有达到最大”为标志．阶段２中因为还有加速度的存在，所以速度v 会继续增加，在功率P 不变的情况下，根据P =Fv ，可知牵引力F 不断减小，加速度a 也相应减小．第二过程结束的标志就是“机车的功率P 最大，速度v 也是最大”，到此为止，整个起动过程结束．再以后，机车将以v m 做匀速直线运动，功率不变．例2．汽车发动机的额定功率为60 kW ，汽车的质量为4 t ，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，如图１，所受阻力为车重的0.1倍(g ＝10 m/s 2)，求：⑴汽车所能达到的最大速度v m =？⑵若汽车从静止开始以0.6 m/s 2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？解析： ⑴汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即f ＝kmg ＋mg sin α=4000＋800N=4800 N ． 又因为F ＝f 时达到最大速度，且P =f·v m ，所以36010/12.5/sin 4800m P v m s m s kmg mg α⨯===+． ⑵汽车从静止开始，以a =0.6 m/s 2匀加速行驶，由F ＝ma ，有F ′－f －mg sin α＝ma ．故 3sin 7.210F kmg mg ma N α'=++=⨯ 保持这一牵引力，汽车匀加速行驶到速度mv '，此时达到额定功率，据P Fv =有图１8.33/m m P v m s F '=='． 由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间8.3313.90.6m v t s s a '===． 说明：此后汽车将做加速度减小的加速运动，直到达到12.5m/s,而后匀速直线运动． ３．两种启动方式的共同点对同一机车，在相同条件下，两种启动方式最终都是F =f ，匀速时的速度v m 相同．v -t 图像如图２所示．例3．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）试分析应如何吊起物体？达到最大功率的最短时间是多少？匀速时的速度是多少？解析： 此题可以采用机车起动类问题的思路，即将物体吊高分为两个过程处理：第一过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体匀加速上升，第一个过程结束时，电动机刚达到最大功率．第二个过程是电动机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，当拉力等于重力时，物体开始匀速上升.在匀加速运动过程中加速度为a =8108120m ⨯-=-m mg F m/s 2=5 m/s 2 末速度v t =1201200=m m F P =10 m/s 上升的时间t 1=510=a v t s=2 s 此即达到最大功率的最短时间．在功率恒定的过程中，最后匀速运动的速率为v m =1081200⨯==mg F F P m m =15 m/s 说明：本题考查对机车启动两类问题的理解及迁移应用的创新能力．同学们往往对整个过程分析不透，若开始即以最大功率拉，绳会被拉断．v v 2。
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。
机车启动的两种方式ppt课件
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
6
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
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 的变加速直线运
匀速 直线
动
运动
3
机车两种启动方 式讨论
1
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、Nf、v、
f
F
a的变化抓住不变量、变化量及变化
mg
关系。下面就该类问题作详细图分1 析。 2
匀速 直线 运动
7
•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
机车的两种启动方式
机车的两种启动⽅式机车的两种启动⽅式机车启动通常有两种⽅式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动．1.机车以恒定功率启动的运动过程机车达到最⼤速度时，a＝0，F＝f，P＝Fv m＝fv m，这⼀启动过程的v－t图象如图所⽰．2.机车以恒定加速度启动的运动过程这⼀运动过程的v－t图象如图所⽰．(1)机车以恒定加速度启动时，先后经过两个过程，匀加速结束时的速度并未达到整个过程的最⼤速度v m，只是达到匀加速度阶段的最⼤速度．(2)在P＝Fv中，因为P为机车牵引⼒的功率，所以对应的F是牵引⼒并⾮合⼒．汽车的质量为2 000 kg，汽车发动机的额定功率为80 kW，它在平直的公路上⾏驶时所受的阻⼒是4 000 N，试求：(1)汽车保持额定功率从静⽌启动后达到的最⼤速度是多少？(2)若汽车以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动，可维持多长时间？[思路点拨] 解答本题时应把握以下两点：(1)汽车匀速运动时的速度，是该功率下汽车所能达到的最⼤速度．(2)匀加速运动结束时P ＝P 额．[解析] 当汽车速度最⼤时，汽车做匀速直线运动．可根据受⼒平衡求出牵引⼒，再根据P ＝Fv 求出最⼤速度；在汽车的匀加速运动过程中，牵引⼒恒定，功率在变⼤，直到达到额定功率为⽌．(1)汽车以额定功率运⾏，其牵引⼒为F ＝P v汽车达到最⼤速度后做匀速直线运动，所以F ＝fv max ＝P F ＝P f ＝80×1034 000m/s ＝20 m/s. (2)汽车以恒定加速度启动后F ′－f ＝ma所以F ′＝f ＋ma ＝(4 000＋2 000×2) N ＝8 000 N.匀加速运动可达到的最⼤速度为v max ′＝P F ′＝80×1038 000 m/s ＝10 m/s. 所以匀加速运动的时间t ＝v max ′a ＝102s ＝5 s. [答案] (1)20 m/s (2)5 s解决汽车的启动问题，⾸先要明确属于恒定功率启动还是恒定加速度启动，其次要明确所求解的问题属于哪个阶段．若以恒定加速度启动，汽车先做匀加速运动，当功率达到额定功率后，汽车做变加速运动．2.质量为2 t 的汽车，发动机的牵引功率为30 kW ，在⽔平公路上，能达到的最⼤速度为15 m/s ，则当汽车的速度为10 m/s 时的加速度为( )A ．0.5 m/s 2B ．1 m/s 2C ．1.5 m/s 2D ．2 m/s 2解析：选A.当v ＝15 m/s 时，汽车所受牵引⼒F 与阻⼒f 相等，由P ＝Fv 得f ＝F ＝P v＝30×10315 N ＝2×103 N ；当v ′＝10 m/s 时，其牵引⼒为F ′＝P v ′＝30×10310 N ＝3×103 N ，由⽜顿第⼆定律得a ＝F ′－f m ＝3×103－2×1032×103m/s 2＝0.5 m/s 2.。
6.3机车启动的两种方式
2、（09· 上海）与普通自行车相比，电动自行车骑 行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术 参数。在额定输出功率不变的情况下，质量为 60Kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶，所受阻 力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大 速度时，牵引力为 N,当车速为2m/s时，其加速 度为 m/s2(g=10 m/s2)
7、（2012福建卷）如图，用跨过光滑定滑轮的缆 绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。 已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为 m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度 大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历 时间为t1，A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计 。求： （1）小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的 功wf； （2）小船经过B点时 的速度大小v1； （3）小船经过B点时 的加速度大小a。
①牛顿第二定律：F合=F -f=ma ②P=Fv的变形式：F=P/v 和v= P/f ③运动学公式、动能定理。
1．以恒定功率启动
P/f =
2．以恒定加速度启动
a=(P/v-f)/m
P0/f= P0/(f+ma)=
常求物理量： ①最大速度vm ②加速度a ③位移x ④功W
⑤匀加速运动的时间
1、( 2002年上海高考试题）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Ff= kv2。列车要跑得快，必 须用大功率的机车来牵引。 （1）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; （2）除上题涉及的问题外，还有许多其他技 术问题需要解决。例如：为了减少列车在高 速行驶中的振你再举一例，并简要说 明。
5.汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度 达到v0的过程中的平均速度为v1；若汽车由 静止开始满功率行驶，速度达到v0的过程中 的平均速度为v2，且两次历时相同，则（ ） A. v1>v2 B. v1<v2 C. v1=v2 D. 条件不足，无法判断
人教版高中物理必修第2册 8.1(3)机车的两种启动方式
达到 时，机车匀速运动 =
设匀加速的末速度为匀 ，此时P = 额
匀 =
额
代入数据得：匀 =
（2）
匀
；匀 =
额
=
代入数据得： = 20/
小结——常见设问及解决思路
小结——常见设问及解决思路
不变量：额 和
变化量： F、与
(2)汽车车速v1＝2 m/s时的加速度。
解析：
（）由题意知：
（2）由题意知：
额 = × ; = . = ×
达到 时，机车匀速运动 =
额
=
代入数据得： = /
= /
额
=
= ×
=
−
代入数据得： = /
2. 质量为m＝4.0×103 kg的汽车，发动机的额定功率为P＝40 kW，汽车从静止
开始以a＝0.5 m/s2的加速度行驶，受恒定阻力f＝2.0×103 N，则：
（1）汽车匀加速行驶的最长时间为多少？
（2）汽车可能达到的最大速度为多少？
解析：
（1）设汽车以恒定加速度启动时发动机牵引力为F
※实际功率总小于或等于额定功率。
3.汽车的功率：是汽车发动机牵引力的功率。
4.瞬时功率： =
1> 恒定功率启动
2> 恒定加速度启动
·分析机车启动类问题，关键抓住以下三点：
1.正确分析物理过程:
2.抓住两个基本公式：
启动
增加； 运动状态改变
=
受力分析
Hale Waihona Puke − = 3.区分变量、不变量及他们之间的变化关系： 、、、、
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
启动转矩
直接启动的电动机在启动瞬间具 有较大的转矩，可能对传动系统 造成冲击。
降压启动
降压启动
在电动机启动时降低电源电压，以减小启动电流 和转矩的方法。
启动电流
通过降低电源电压，可以减小启动电流，减少对 电网的冲击。
启动转矩
降低电源电压可以减小启动转矩，减少对传动系 统的冲击。
变频启动
01
02
03
根据使用环境选择
在环境恶劣、温度较高或海拔较高的 地区，应选择变频启动或软启动器。
电源容量较小时，应选择直接启动或 星三角启动；电源容量较大时，应选 择变频启动或软启动器。
启动方式的发展历程
从直流电动机的直接启动到交流电动 机的直接启动，再到变频器和软启动 器的出现，机车启动方式经历了不断 发展和改进的过程。
电池启动方式
电池启动方式是通过电池组提供电力，驱动电机运转，实现机车启动。电池启动 方式的优点是能源利用率高、环保性能好，适用于短途运输和观光旅游等领域。
内燃机车启动方式的应用实例
压缩空气启动方式
压缩空气启动方式是内燃机车的一种启动方式。它通过压缩空气驱动气马达， 再通过传动装置驱动机车前进。压缩空气启动方式的优点是可以在无电源的情 况下启动内燃机车，适用于铁路救援和军事运输等领域。
电动启动的缺点是电动机的启动扭矩较小，可能无法满足大型内燃机车的启动需求 。
CHAPTER
04
启动方式的比较与选择
电动机车与内燃机车的启动方式比较
电动机车
01
02
优点：无排放、低噪音、高效率、低维护成 本。
缺点：受限于电池的储能密度和充电时间 。
03
04
内燃机车
优点：不受限于燃料供应，续航里程长。
初中 中考 物理 机车的两种启动
�
P额 f阻
为机车行驶的最大速度.
v
v
P0
vm
O
t
O
t
图2 (2)机车匀加速启动,机车先做初速为零的匀加速运动.功率随时间正比例增大,当 增大到额定功率时,开始做一段变加速运动,牵引力减小到等于阻力时,机车的速度增大到 最大速度.如图 2 为机车以匀变速启动的 P—t 和 v—t 图. 机车以加速度 a 匀加速起动情况: 一定, 也一定, 随 v 增大而增大, P 达到 P额 后, a F P 当 F,a 不能维持,开始减小,但速度还要增大,直到 a=0,v 达最大 v m =
机车的两种启动 (1)机车以恒定功率启动,牵引力随速度的增大而减小,机车做加速度逐渐减小的变 加速运动.当加速度减小到零时速度最大,以后机车做匀速运动(牵引力等于阻力).如图 1 所示机车以恒定功率启动的 P—t 图和 v—t 图.(机车在水平面运动,阻力视为恒定)
P v
P0
vm
O
t
O
t
图1 机车以恒定功率起动情况:P 一定,v 变大,F 变小,a 变小,当 a=0 时,v 不变,机车匀 速运动,这时 F = f 阻 ,而 v m =
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。
机车启动的两种方式
机车启动的两种方式本文介绍了机车的两种启动方式，即恒定功率启动和恒定加速度启动。
在恒定功率启动的过程中，随着速度的增加，牵引力会逐渐减小，加速度也会逐渐减小，直到牵引力等于阻力时速度达到最大值。
而在恒定加速度启动的过程中，牵引力和加速度均保持恒定，随着速度的增加，实际功率逐渐增加，直到达到额定功率时，匀加速运动结束，最大速度达到额定功率所能达到的最大速度。
需要注意的是，图中的V为机车以恒定加速度启动时匀加速运动的末速度，而不是加速过程的最大速度。
本文还提供了一个例题，让读者通过计算来理解机车的启动方式。
文章中没有明显的格式错误或有问题的段落。
题目：求匀加速运动的末速度和最长时间，汽车发动机的额定功率和水平路面上行驶时的阻力。
解析：在匀加速运动中，末速度和最长时间可以通过速度改变规律和加速度改变规律来求解。
在汽车行驶中，需要考虑功率变化关系和阻力的影响。
例题1：已知一个物体的初速度为0，加速度为4.5 m/s^2，求其在6秒后的末速度和在此过程中所走的路程。
解答：根据末速度公式v = v0 + at，可得末速度v = 0 +4.5 × 6 = 27 m/s。
根据路程公式s = v0t + 1/2at^2，可得路程s= 0 × 6 + 1/2 × 4.5 × 6^2 = 81 m。
例题2：已知汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5T，行驶时阻力为车重的0.1倍，求汽车在水平路面上的最大速度。
解答：根据功率公式P = Fv，可得汽车所受到的阻力F =P/v，代入阻力公式F = mg × 0.1，可得P/v = mg × 0.1，化简得v = √(P/mg × 10)。
代入数据可得v = √(60 × 10^3 / 5 × 10^3× 10) ≈ 24.5 m/s。
机车是如何启动的？-机车启动的两种方式
一、机车启动的两种方式
1.以恒定功率启动、
用v-t图，这一过程可表示为如图：最大速度之前是一段曲线。
2.以恒定加速度启动
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。
二、注意
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(式中
为最小牵引力，其值等于阻力)。
2.机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即
3.机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。
(多选题)一辆汽车以恒定的输出功率，以某一初速度冲上一斜坡，在上坡过程中，它的运动
情况可能是( )。
A.先加速，后匀速
B.先加速，后减速
C.一直加速且加速度越来越小
D.一直减速且加速度越来越大
【答案】AC。
解析：汽车功率恒定，由功率P=Fv得，设阻力恒定不变;当牵引力等于阻力时，速度不变，即匀速向上运动;汽车冲上斜坡时，若牵引力小于阻力时，汽车做减速运动，由
P=Fv得知，随着速度减小，汽车的牵引力增大，合力减小，则加速度减小，汽车做加速度减小的变减速运动，当加速度减小到零时，做匀速运动;如果开始时做加速运动，速度增大时，
牵引力减小，则汽车加速度减小，如果坡足够长，则当牵引力与阻力相等时做匀速运动;综上
所述可得，AC正确BD错误。
中公讲师解析。
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
机车的两种启动方式课件
目录
• 机车启动方式简介 • 机车的两种启动方式 • 机车启动方式的选择与优化 • 机车启动方式的未来发展 • 案例分析
01
机车启动方式简介
启动方式的定义与分类
启动方式的定义
机车启动方式是指机车在静止状 态下如何获得动力并开始行驶的 过程。
启动方式的分类
根据获得动力的来源，机车启动 方式可分为电动启动和内燃机启 动。
提高机车的稳定性。
04
机车启动方式的未来发展
机车启动方式的未来发展
• 机车启动方式课件，主要是为了介绍机车启动的基本原理 、常见启动方式和未来发展趋势。通过这个课件，学员可 以全面了解机车启动的相关知识，为实际操作和故障排除 打下基础启动方式应用
总结词
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案例二：某型号机车的恒功率启动方式应用
总结词
恒功率启动方式适用于机车中高速工况，能够提供平稳的加 速和高速运行。
详细描述
在恒功率启动方式下，机车在启动初期会以最大功率输出， 随着机车速度的提高，机车会自动调整牵引力的大小，以保 持恒定的功率输出。这种启动方式能够使机车在高速时具有 较好的牵引性能，适用于中高速工况。
恒定转矩启动方式适用于机车低速、大 负载工况，能够提供稳定的牵引力。
VS
详细描述
在恒定转矩启动方式下，机车在启动初期 会提供较大的牵引力，以克服机车及所挂 载货物的静止摩擦力。随着机车速度的提 高，机车会自动调整牵引力的大小，以保 持恒定的转矩输出。这种启动方式能够使 机车在低速时具有较好的牵引性能，适用 于低速、大负载的工况。
案例三
总结词
多种机车启动方式的综合应用能够更好地适应不同工况和运输需求。
详细描述
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甲
乙
t
丙பைடு நூலகம்
t
丁
t
1、以恒定功率启动 P=P额 加速度减小的加速运动 匀速运动
乙
乙
d
甲 甲
X乙
最小 间距
X甲
1、机车以恒定功率启动
速度v F=P/v
a= F - F
m
阻
当F=F 阻时 a=0 v达到vm
a v
保 持 匀 速
vm
P
F
0
t 0
t
0
t 0
t
第二种情况：汽车以恒定加速度启动
a
a 恒定
F牵 f m
F牵恒定
P=F牵 v
f 恒定
v 匀加速运动 F牵
a
P
当P=P额时
a≠0
当a=0时
v
P=F牵v
速 度/m/s
求：（1）汽车发动机的功率 （2）t3时刻汽车运动的加速度 （3）汽车从启动到速度达到最大值所经历的时间
练习4
汽车在平直公路上以恒定功率启动，设阻力一定， 则在图中关于汽车运动过程中的加速度、速度随 时间变化的关系，下列说法中正确的是（ ） A 、汽车的a-t图象可用乙图描述 B 、汽车的v-t图象可用甲图描述 C 、汽车的a-t图象可用丁图描述 D、汽车的v-t图象可用丙图描述 y t y y y
例 2. 一辆重 5t 的汽车，发动机的额定功率 80kW 。
汽车从静止开始以加速度 a=1m/s2 做匀加速直线 运动，车受的阻力为车重的 0.06 倍， g 取 10m/s2 ， 求：
答案：(1)10 s
(2)40 kW
(3)5 m/s
(4)26.7 m/s
(5)15 kW
例3、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使时， 阻力是车重的0.1倍,(g=10m/s2)。 1、从静止启动后汽车保持额定功率不变， (1)汽车所能达到的最大速度是多大？ (2)当汽车的加速度为2m/s2时，速度多大？ (3)当汽车的速度为6m/s时，加速度多大？ 2、若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的 加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持 多长时间?
练 3、一辆质量为5000kg 的汽车从静止开始启动，保 持发动机功率恒定在平直的公路上行驶，汽车所受阻 力恒为车重的0.1 倍，汽车从启动到速度达到最大值 的过程中行驶的路程为128m ，现先后测出了几个时 刻汽车的速度（见表格），g =10 m/s ，
时 刻/s t1 3 t2 6 t3 10 t4 14 t5 16 t6 16
F牵 f m
a
f 恒定
变加速运动
F牵=f
以 v m做 v=vm 匀速直线运动
2、机车以恒定加速度启动
F不变 a=(F-F阻)/m 不变
F=P/v
v
P=Fv
当P=P额 a≠0 v仍增大
P额一定， v增大
保 持 匀 速
a= (F-F阻)/m
当F=F 阻 时a=0，v 达到vm
a v
vm
P
F
0
t 0
机车启动的两种方式 1.以恒定功率启动； 2.以恒定的加速度启动。
第一种情况：汽车以恒定功率启动
速度v
P F牵 v F 牵
P 恒定
a
F牵 f m
a
f 恒定
变加速运动
当a=0时
F牵=f
Pm vm F
v=vm
以 v m做 Pm 匀速直线运动 f
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）
t 0
t 0
t
课堂练习
例1、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。 若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度 大小为2m/s，运动中的阻力不变。求： ①汽车所受阻力的大小。 ②汽车做匀加速运动的时间。 ③ 3s末汽车的瞬时功率。 ④汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。