1、专题7.3 功率2-发动机启动问题 第七章 机械能及其守恒定律 高一物理课件精选（人教版必修2) 关于额定功率和实际功率 （1）额定功率： 指机器正常条件下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。 （2）实际功率： 指机器工作中实际输出的功率 (3) 实际功率总是 额定功率。 实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。 (4)机车发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率 。 起重机调起货物的功率指钢绳拉力的功率。 小于或等于 发动机的功率是哪个力的功率 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。 额定功率、实际输出功率的关系？ 发动机的额定功率指的是该机器正
2、常工作时的最大输出功率，并不是任何时 候发动机的功率都等于额定功率，实际输出功率可在零和额定值之间取值。 观 看 图 片 本节要讨论的问题 1. 恒功率启动问题 2. 恒加速度启动问题 机车两种启动问题研究 1、运动动模型 F-牵引力 f-阻力 机车两种启动问题研究 1、在额额定功率下启动动 P =Fv F-f= ma P/v f = ma 汽车做什么运动？ 额定功率 P 恒定，速度 v 增大 机车两种启动问题研究 P P 恒定恒定 P = F v v F f、m 一 定 a a 当F F = f f 时 达到最大速度vm 第一阶段：变加速运动（） 第二阶段：匀速运动（v = vv = vm
3、m） 1、在额定功率下启动 a =0 vm=P额 / F=P额 / f 汽车做什么运动？ a a 能定性画出t图象吗？ 机车两种启动问题研究 功率 P P 一定 牵牵引力F 速度 v v 阻力 F F f不 变变 加速度 a a 变变加速直线线运动动 达到最大速度 v v 匀大 F F = F F f时 时 a a =0 匀速直线线运动动 以恒功率启动时，运动性质？ 机车两种启动问题研究 匀速运动时动时 最大速度V匀大=? F F = f f 时时时时， a a =0 =0 V V 最大最大 V V 匀大= P P 额额 F F = f f P P 额额 F F - - f f = = mam
4、a F F = P P v v a a = mm - f f P P v v 发动发动发动发动 机做的功只能用机做的功只能用WW =PtPt计计计计算，不能用算，不能用 WW =FsFs计计计计算（因算（因为为为为 F F 为变为变为变为变 力）力） 变变加速运动动中速度为为V时时a=? 机车两种启动问题研究 恒功率启动时动时 ,v-t图图? V t o V匀大 0-t时间时间 内位移和vt/2 谁谁大? t V Vt/ 2 V=v0+at X=v0t+at2/2 2ax=v2-v02 x/t=(v+v0)/2 X=vt-at2/2 上述公式成立吗吗 ? 不成立! 机车两种启动问题研究 机车车
5、在恒定功率启动动的加速过过程一定不是匀加 速。 这这种加速过过程发动发动 机做的功只能用W=Pt 计计 算。不能用W =Fl 计计算！ （因为为F 为变为变 力, W =Fl 只适用于恒力做功） 1、在额额定功率下启动动 机车两种启动问题研究 P =Fv F-f= ma P/v f = ma 汽车做什么运动？ 加速度a 恒定，速度 v 增大 2、恒定加速度启动 机车两种启动问题研究 a a 一定一定 F一定 P =F v v v P P P=P额 额时 时 v1=a t1 v a a F a=0 v=vm 当F =f 时时 Ff =ma 第一阶阶段：匀加速； 第二阶阶段：变变加速（ ）； 第三
6、阶阶段：匀速（ ）； 2 2、恒定加速度启、恒定加速度启动动动动 a a 00 v P/v f = ma P额 额不变 变 a a v=vv=vm m vm=P额 / F=P额 / f 机车两种启动问题研究 加速度 a一定 速度 v v v v =atat 牵牵引力不变变 匀加速直线线运动动 功率 P P P P F F f 达到最大 速度 v v 匀大匀大 当Ff时时 机车两种启动问题研究 在发动机的功率达到额定功率以前，发动机做的功只能用在发动机的功率达到额定功率以前，发动机做的功只能用 WW = = F F s s 计算，不能用计算，不能用WW = = P P t t 计算（因为计算（因
7、为 P P 为变功率）为变功率） 汽车车以恒加速度启动动匀加速运匀加速运动阶动阶动阶动阶 段段WW用什么公式用什么公式? ? 机车两种启动问题研究 已知汽车车m、P额 额和阻力f。以恒加速度a启动 动,则则匀加速运匀加速运动动动动的最的最 大速度大速度V V加大 加大= =？匀加速运匀加速运动动 动动可可维维维维持最持最长长长长的的时间时间时间时间 t t匀加 匀加=? =? F F - - f f = = mama P额额 = = F F V V加大加大 V V 加大加大 = P额额 f f + + mama t t 匀加匀加= V V 加大-0 a 机车两种启动问题研究 恒加速度启动时动时
8、 ,v-t图图? V t o t匀加 V加大 V匀大 机车两种启动问题研究 3 3、两种启、两种启动动动动的比的比较较较较 （1）最大速度均为 vm=P额 / F=P额 / f （2）最后均以最大速度做匀速直线运动 （3）后两个阶段的运动情况相同 变加速后再匀速 机车两种启动问题研究 例题题 汽车发动车发动 机的额额定牵牵引功率为为60kw，汽车质车质 量为为5103kg ，汽车车在水平地面上行驶时驶时 ，阻力是车车重的0.1倍，试试求： (1)汽车车保持以额额定功率从静止起动动后能达到的最大速度是多少？ (2)若汽车车从静止开始，保持0.5m/s2的加速度做匀加速直线线运动动， 这这一过过程
9、能维维持多长时间长时间 ？ 练习 1.汽车由静止起动即以加速度a作匀加速运动，则汽车达到额定功率时，汽 车的速度（ ） A、同时达到最大值(P/f) B、还未达到最大值(P/f) C、在没有达到额定功率前已达到最大值 D、此后保持不变 B 2静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内， 列车的运动状态是（ ） A、做匀加速直线运动 B、列车的速度和加速度均不断增加 C、列车的速度增大，加速度减小 D、列车做匀速运动 C 练习 3汽车发动车发动 机的额额定功率为为60KW，汽车质车质 量为为5t，汽车车在水 平路面上行驶时驶时 ，阻力是车车重的0.1倍，试问试问 ： （1）汽车
10、车保持额额定功率从静止起动动后，能达到的最大速度是多少 ？ （2）汽车车从静止开始，保持以0.5m/s2 的加速度作匀加速运动动， 这这一过过程能维维持多久？ 解: （1）V匀大=P额额/f=12m/s ( 2) F-f=ma F=f+ma=7.5103N V加大=P额额/F=8m/s t匀加=(V加大- 0)/a=16s 练习 4.汽车质车质 量为为2.0 103kg, 发动发动 机额额定功率24kW ,当它在水平 公路上匀速行驶驶使能达到的最大速度是15m/s。（设设行驶过驶过 程中 阻力不变变），求： （1）当汽车车在额额定功率下行驶驶，汽车车速度为为10m/s时时汽车车的 牵牵引力和加速度； （2）当汽车车以10m/s的速度匀速行驶时驶时 ，发动发动 的输输出功率； （3）若要使汽车车能以20m/s的速率在公路上行驶驶，我们们必须须 选选用功率起码为码为 多少kw的发动发动 机？
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