河北省抚宁县第六中学高一物理下册《汽车的起动问题》教案1.以恒定功率起动汽车在起动过程中，在水平方向上仅受牵引力F和阻力f的作用。在中学阶段，认为阻力f是恒定的。当汽车以额定功率起动时，由公式P＝Fv和可知，随着时间的推移，汽车的速度将不断增大，牵引力F和加速度a都不断减小，直至汽车的牵引力F和阻力f相平衡为止。这时，，加速度a＝0，汽车的速度达到最大值。这一类型的汽车起动问题具有下列特点：（1）汽车做加速度越来越小的变加速直线运动，最终成为匀速直线运动。其速度-时间图像如图1所示。图1（2）汽车的瞬时功率Pt始终等于汽车的额定功率：。（3）汽车的牵引力F和阻力f始终满足牛顿第二定律：（4）汽车的牵引力F和瞬时速度vt始终满足，牵引力是变力。（5）在达到最大速度时，因为牵引力和阻力平衡，此时有。（6）这个过程不能应用运动学公式。2.以恒定牵引力起动汽车以恒定牵引力起动，有时也说成以恒定加速度起动。由于牵引力F恒定，根据牛顿第二定律，可知：加速度a恒定。故汽车作匀加速直线运动，汽车的瞬时速度，实际功率随着时间的推移将不断增大。由于汽车的实际功率不能超过额定功率，汽车的匀加速直线运动只能维持到其实际功率等于其额定功率的时刻。此时汽车的速度达到它匀加速直线运动阶段的最大速度，其后汽车只能以额定功率起动的方式进行再加速，其运动方式和第一种起动形式完全相同。这时汽车继续做加速度越来越小的变加速直线运动，直至汽车进入匀速直线运动状态，速度达到最终的最大速度。这种起动方式具有下列特点：（1）汽车的起动过程经历了两阶段：一是匀加速直线运动阶段，二是变加速直线运动阶段，最终做匀速直线运动，其速度-时间图像如图2所示。图2（2）汽车在匀加速直线运动阶段，其瞬时速度；其做匀加速直线运动所能维持的时间（3）汽车在匀加速直线运动阶段甲，其瞬时功率。（4）汽车在匀加速直线运动阶段结束时，瞬时功率等于额定功率，且满足。（5）汽车在变加速直线运动阶段里，其功率恒为额定功率，进入匀速直线运动时牵引力和阻力平衡，有。小结：解决机车启动问题的关键：（1）把握住两个公式P＝Fv和（2）分清运动性质练习：1、一艘轮船发动机的额定功率为1.8×105kW，当它的输出功率等于额定功率时达到最大速度，此时它所受的阻力为1.2×107N，轮船航行的最大速度是_________m/s。答案：152。汽车发动机的额定功率为80kW，它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（）A．8000NB．4000NC．2500ND．1600N答案：B3。汽车在平直公路上行驶，它受到的阻力大小不变，若发动机的功率保持恒定，汽车在加速行驶的过程中，它的牵引力F和加速度a的变化情况是（）A．F逐渐减小，a也逐渐减小B．F逐渐增大，a逐渐减小C．F逐渐减小，a逐渐增大D．F逐渐增大，a也逐渐增大答案：A4质量为5×103kg的汽车在t＝0时刻速度v0＝10m/s，随后以P＝6×104W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5×103N。求（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在72s内经过的路程s。答案：（1）vm=24m/s；（2）s＝1252m5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/s2，运动中的阻力不变。求：①汽车所受阻力的大小。②3s末汽车的瞬时功率。③汽车做匀加速运动的时间。④汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。答案：①f=4000N②P=Fv=4.8×104W③t=5s④W=2×105J.6。汽车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4t，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，所受阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2），问：（1）汽车所能达到的最大速度vmax多大?（2）汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度作匀加速直线运动，此过程能维持多长时间?（3）当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少?（4）在10s末汽车的即时功率为多大?答案：（1）12.5m/s（2）14s（3）4.2×105J（4）43.2kW
