高中物理机车启动问题精选文档.ppt

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1、高中物理机车启动问题本讲稿第一页，共十三页一一.机车以恒定加速度启动机车以恒定加速度启动a a恒定恒定F牵牵=Ff+maF Ff f恒定恒定F F牵牵恒定恒定P=FP=F牵牵V Va0,V增大增大P增大增大P=Pe1.1.此过程机车做匀加速直线运动此过程机车做匀加速直线运动2.2.此过程机车的功率是逐渐增大的但未达到此过程机车的功率是逐渐增大的但未达到P Pe e(除最后时刻）除最后时刻）3 3此过程匀加速直线运动末速度此过程匀加速直线运动末速度 不是全程的最大速度不是全程的最大速度 4.4.匀加速运动的时间匀加速运动的时间o oV Vt tF F牵牵tOP Pt tF F牵牵FFf fa0a

2、0V V继续继续 增大增大F F牵牵减小减小a a减小减小当当F牵牵=F阻阻a=0匀速直线运动匀速直线运动本讲稿第二页，共十三页1.1.此过程机车如何运动此过程机车如何运动?为加速度逐渐减小的加速运动。为加速度逐渐减小的加速运动。2.2.此过程机车的功率如何变化此过程机车的功率如何变化?一直处在额定功率一直处在额定功率Pe3.3.已知瞬速度时已知瞬速度时V V1 1求瞬时加速度求瞬时加速度a a1 1?4.4.已知瞬时加速度已知瞬时加速度a a2 2求瞬时速度求瞬时速度V V2 2?5.5.可求此过程中某一段时间的位移的位移可求此过程中某一段时间的位移的位移?(?(初初状态状态V V1 1末状

3、态末状态V V2 2)本讲稿第三页，共十三页VttFOPt01.1.匀加速直线运动过程各物匀加速直线运动过程各物理量随时间变化？理量随时间变化？2.2.加速度逐渐减小的加速运动过加速度逐渐减小的加速运动过程中各物理量随时间变化？程中各物理量随时间变化？3.3.匀速运动过程中各物理量随匀速运动过程中各物理量随时间变化时间变化本讲稿第四页，共十三页V V继续继续 增大增大F F牵牵减小减小a a减小减小当当F牵牵=F阻阻a=0匀速直线运动匀速直线运动二二.机车以恒定功率启动机车以恒定功率启动VttP0Vmt t加加t t加加t t加加VFO本讲稿第五页，共十三页汽车在平直公路上以速度汽车在平直公路

4、上以速度v v0 0匀速行驶，发动机功率匀速行驶，发动机功率为为P P，牵引力为，牵引力为F F0 0。t t1 1时刻，司机减小了油门，使时刻，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汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到驶，到t t2 2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动时刻，汽车又恢复了匀速直线运动(设整个设整个过程中汽车所受的阻力不变过程中汽车所受的阻力不变)。下面几个关于汽车牵。下面几个关于汽车牵引力引力F F、汽车速度、汽车速度v v在这个过程中随时间在这个过程中随时间t t变化的图像变化的图像中正确的是（中正确的是（）ADtBVv0v0/2t1t2O O

5、CtFF0F0/2t1t2OttF0/2DFF0t2t1OAV Vv0t1t2OV0/2本讲稿第六页，共十三页有一辆汽车的质量为有一辆汽车的质量为2102103 3kgkg，额定功率为，额定功率为9109104 4W W。汽车在平直路面上由静止开始运动，所受。汽车在平直路面上由静止开始运动，所受阻力恒为阻力恒为3103103 3N N。在开始起动的一段时间内汽车。在开始起动的一段时间内汽车以以1m/s1m/s2 2的加速度匀加速行驶。从开始运动到停止的加速度匀加速行驶。从开始运动到停止加速所经过的总路程为加速所经过的总路程为270m270m。求：。求：（1 1）汽车匀加速运动的时间；）汽车匀加

6、速运动的时间；（2 2）汽车能达到的最大速度；）汽车能达到的最大速度；（3 3）汽车从开始运动到停止加速所用的时间。）汽车从开始运动到停止加速所用的时间。本讲稿第七页，共十三页电动机通过一轻绳吊起一质量为电动机通过一轻绳吊起一质量为8kg8kg的物体，的物体，绳的拉力不能超过绳的拉力不能超过120N120N，电动机的功率不能，电动机的功率不能超过超过1200W1200W，要将此物体由静止起用最快的方，要将此物体由静止起用最快的方式吊高式吊高90m(90m(已知此物体在吊高接近已知此物体在吊高接近90m90m时已开时已开始以最大速度上升）所需时间为多少？始以最大速度上升）所需时间为多少？对拉力和

7、功率都有限定时为机车以恒定加速度对拉力和功率都有限定时为机车以恒定加速度启动问题？启动问题？答案答案7.75s本讲稿第八页，共十三页电动机通过一轻绳吊起一质量为电动机通过一轻绳吊起一质量为8kg8kg的物的物体，电动机的功率不能超过体，电动机的功率不能超过1200W1200W，要将，要将此物体由静止起用最快的方式吊高此物体由静止起用最快的方式吊高90m(90m(已已知此物体在吊高接近知此物体在吊高接近90m90m时已开始以最大时已开始以最大速度上升）所需时间为多少？速度上升）所需时间为多少？若对拉力无限定时为机车以恒定功率启动（若对拉力无限定时为机车以恒定功率启动（答案为答案为6.75s)恒定

8、功率启动比恒定加速度启动先达到最恒定功率启动比恒定加速度启动先达到最大速度，则恒定功率启动更省时间？大速度，则恒定功率启动更省时间？本讲稿第九页，共十三页水平地面上停放着质量水平地面上停放着质量M=200kgM=200kg的平板小车，通过水的平板小车，通过水平轻绳由远处的卷扬机牵引，车上放一质量平轻绳由远处的卷扬机牵引，车上放一质量m=50kgm=50kg的的物块，设物块与平板车之间及平板车与地面之间的动物块，设物块与平板车之间及平板车与地面之间的动摩擦因数均为摩擦因数均为0.40.4，一直卷扬机的工作电压，一直卷扬机的工作电压U=250VU=250V，最大输入电流为最大输入电流为20A20A

9、，机械效率，机械效率 =80%,=80%,开动卷扬机，开动卷扬机，使小车从静止开始运动（最大静摩擦力按滑动摩擦力计使小车从静止开始运动（最大静摩擦力按滑动摩擦力计算）则：算）则：1 1）为保证运动中物块与小车始终保持相对静止，则卷）为保证运动中物块与小车始终保持相对静止，则卷扬机对小车牵引力最大不能超过多少？扬机对小车牵引力最大不能超过多少？2 2）在小车和木块不发生相对滑动的前提下卷扬机能使小）在小车和木块不发生相对滑动的前提下卷扬机能使小车获得的最大速度为多大车获得的最大速度为多大?2000N2000N4m/s本讲稿第十页，共十三页某兴趣小组对一辆自制的遥控小车性能进行研究某兴趣小组对一辆

10、自制的遥控小车性能进行研究.他们让这辆小他们让这辆小车在水平直轨道上由静止开始运动车在水平直轨道上由静止开始运动,并将小车的运动全过程记录并将小车的运动全过程记录下来下来,通过处理转化为速度通过处理转化为速度-时间图像时间图像,如图所示（除如图所示（除2s2s10s10s时时间段图像为曲线外间段图像为曲线外,其余时间段均为直线其余时间段均为直线).).已知小车在运动过已知小车在运动过程中，程中，2s2s14s14s时间段内小车保持功率不变时间段内小车保持功率不变,在在14s14s末停止遥控而让末停止遥控而让小车自由滑行小车自由滑行,小车的质量为小车的质量为m=1.0kg,m=1.0kg,在整个

11、过程中小车所受的阻在整个过程中小车所受的阻力大小不变。求力大小不变。求:1 1小车所受的阻力小车所受的阻力F Ff f的大小？的大小？2.2.小车匀速行阶段的功率？小车匀速行阶段的功率？3.3.小车在加速运动过程小车在加速运动过程 中位移的大小？中位移的大小？t/sV/ms-1O246 8 8 10 12 1416 18361.5N1.5N9W42m本讲稿第十一页，共十三页一个质量为一个质量为5050千克的人乘坐电梯，由静止千克的人乘坐电梯，由静止开始上升。整个过程电梯对人做功的功率开始上升。整个过程电梯对人做功的功率P Pt t图象如图所示图象如图所示(g=10m(g=10ms s2 2)。

12、加速和加速和减速过程均为匀变速运动，求：减速过程均为匀变速运动，求：(1)(1)图象中图象中P P2 2的值；的值；(2)8(2)8秒内电梯上升的高度秒内电梯上升的高度本讲稿第十二页，共十三页如图所示如图所示,电动机牵引一根原来静止的长电动机牵引一根原来静止的长L L为为1m,1m,质量质量m m为为0.1kg0.1kg的导体棒的导体棒MNMN上升上升,导体棒的电阻导体棒的电阻R R为为1,1,架在架在竖直放置的框架上竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度它们处于磁感应强度B B为为1T1T的匀的匀强磁场中强磁场中,磁场方向与框架平面垂直磁场方向与框架平面垂直.当导体棒上升当导体棒上升h=3.8mh=3.8m时时,获得稳定的速度获得稳定的速度,导体棒上产生的热量为导体棒上产生的热量为2J,2J,电动机牵引棒时电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为电压表、电流表的读数分别为7V7V、1A,1A,电动机内阻电动机内阻r r为为1,1,不计框架电阻及一切摩不计框架电阻及一切摩擦擦,求：求：（1 1）棒能达到的稳定速度；）棒能达到的稳定速度；（2 2）棒从静止至达到稳定）棒从静止至达到稳定 速度所需要的时间。速度所需要的时间。本讲稿第十三页，共十三页