機(jī)車以恒定的功率啟動動力學(xué)分析一、考點(diǎn)突破：知識點(diǎn)考綱要求說明機(jī)車以恒定的功率啟動動力學(xué)分析1. 掌握恒定功率啟動中的動力學(xué)關(guān)系；2. 會根據(jù)啟動特點(diǎn)分析機(jī)車運(yùn)動過程中的物理量的關(guān)系本節(jié)是功率這節(jié)的補(bǔ)充內(nèi)容，難度較大，綜合性較強(qiáng)，其中涉及到高一階段除曲線運(yùn)動外的幾乎所有內(nèi)容，如受力分析，牛頓第二定律，運(yùn)動學(xué)公式及功率公式，是與高考接軌的一個考點(diǎn)二、重難點(diǎn)提示： 重點(diǎn)：1. 理解解決機(jī)車啟動問題的兩個核心公式。 2. 理解機(jī)車恒定功率啟動方式中各段的運(yùn)動性質(zhì)。難點(diǎn)：1. 學(xué)會分析機(jī)車啟動問題中的解題關(guān)鍵及突破點(diǎn)。 2. 對恒定功率啟動方式的v-t圖象分析。以恒定功率啟動的方式1. 模型綜述物體在牽引力（受功率和速度制約）作用下，從靜止開始運(yùn)動，克服一定的阻力，加速度逐漸變化，最終加速度等于零，速度達(dá)到最大值?！疽c(diǎn)詮釋】（1）受力情況如圖所示；（2）功率特征：P=P額=Fv 為一恒定值；（3）機(jī)車的功率為牽引力的功率，而非合外力的功率。2. 模型特征（1）動態(tài)過程：（2）這一過程的速度時間圖象如圖所示：例題1 質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機(jī)的功率恒為P，汽車行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的車速為v/4時，汽車的瞬時加速度的大小為（ ）A. B. C. D. 思路分析：汽車速度達(dá)到最大值后，將勻速前進(jìn)，根據(jù)功率與速度關(guān)系公式和共點(diǎn)力平衡條件 當(dāng)汽車的車速為時 根據(jù)牛頓第二定律 由式，可求得，C正確。答案：C例題2 汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5t,汽車在水平路面上行駛時，車所受阻力為車重的0.1倍（g=10m/s2）,當(dāng)汽車保持額定功率不變從靜止啟動后,求：（1）汽車所能達(dá)到的最大速度為多少?（2）當(dāng)汽車加速度為2m/s2時的速度為多大？思路分析：（1），當(dāng)達(dá)到最大速度時，設(shè)牽引力為，此時,則根據(jù)得，（2）當(dāng)時,設(shè)牽引力為，由牛頓第二定律,得則根據(jù)得答案： 【高頻疑點(diǎn)】在機(jī)車啟動模型中，當(dāng)功率瞬間發(fā)生變化時，速度不能突變，故牽引力瞬間發(fā)生變化，在動態(tài)分析過程中要抓住功率和牽引力這兩個物理量的特點(diǎn)。滿分訓(xùn)練：汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機(jī)功率為P，牽引力為F0，t1時刻，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動，能正確表示這一過程中汽車牽引力F隨時間t、速度v隨時間t變化的圖象是（ ）思路分析：汽車以功率、速度勻速行駛時，牽引力與阻力平衡，當(dāng)司機(jī)減小油門，使汽車的功率減為時，根據(jù)得知，汽車的牽引力突然減小到原來的一半，即為，而地面對汽車的阻力沒有變化，則汽車開始做減速運(yùn)動，由于功率保持為，隨著速度的減小，牽引力逐漸增大，根據(jù)牛頓第二定律得知，汽車的加速度逐漸減小，做加速度減小的變減速運(yùn)動，當(dāng)汽車再次勻速運(yùn)動時，牽引力與阻力再次平衡，大小相等，由得知，此時汽車的速度為原來的一半，AD正確。答案：AD