高一教科版物理必修二讲义及练习：第四章 第2节功率 2 机车以恒定的功率启动动力学分析（讲义） .docx

高中物理机车以恒定的功率启动动力学分析一、考点突破：知识点考纲要求说明机车以恒定的功率启动动力学分析1. 掌握恒定功率启动中的动力学关系；2. 会根据启动特点分析机车运动过程中的物理量的关系本节是功率这节的补充内容，难度较大，综合性较强，其中涉及到高一阶段除曲线运动外的几乎所有内容，如受力分析，牛顿第二定律，运动学公式及功率公式，是与高考接轨的一个考点二、重难点提示： 重点：1. 理解解决机车启动问题的两个核心公式。 2. 理解机车恒定功率启动方式中各段的运动性质。难点：1. 学会分析机车启动问题中的解题关键及突破点。 2. 对恒定功率启动方式的v-t图象分析。以恒定功率启动的方式1. 模型综述物体在牵引力（受功率和速度制约）作用下，从静止开始运动，克服一定的阻力，加速度逐渐变化，最终加速度等于零，速度达到最大值。【要点诠释】（1）受力情况如图所示；（2）功率特征：P=P额=Fv 为一恒定值；（3）机车的功率为牵引力的功率，而非合外力的功率。2. 模型特征（1）动态过程：（2）这一过程的速度时间图象如图所示：例题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. B. C. D. 思路分析：汽车速度达到最大值后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式和共点力平衡条件 当汽车的车速为时 根据牛顿第二定律 由式，可求得，C正确。答案：C例题2 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驶时，车所受阻力为车重的0.1倍（g=10m/s2）,当汽车保持额定功率不变从静止启动后,求：（1）汽车所能达到的最大速度为多少?（2）当汽车加速度为2m/s2时的速度为多大？思路分析：（1），当达到最大速度时，设牵引力为，此时,则根据得，（2）当时,设牵引力为，由牛顿第二定律,得则根据得答案： 【高频疑点】在机车启动模型中，当功率瞬间发生变化时，速度不能突变，故牵引力瞬间发生变化，在动态分析过程中要抓住功率和牵引力这两个物理量的特点。满分训练：汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0，t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动，能正确表示这一过程中汽车牵引力F随时间t、速度v随时间t变化的图象是（ ）思路分析：汽车以功率、速度匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，当司机减小油门，使汽车的功率减为时，根据得知，汽车的牵引力突然减小到原来的一半，即为，而地面对汽车的阻力没有变化，则汽车开始做减速运动，由于功率保持为，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，根据牛顿第二定律得知，汽车的加速度逐渐减小，做加速度减小的变减速运动，当汽车再次匀速运动时，牵引力与阻力再次平衡，大小相等，由得知，此时汽车的速度为原来的一半，AD正确。答案：AD