《专题强化 功的计算 机车的两种启动方式》机械能守恒定律PPT优秀课件

《专题强化 功的计算 机车的两种启动方式》机械能守恒定律PPT优秀课件

第一部分内容：学习目标

1.掌握功的公式的适用条件及求一般的变力做功的方法.

2.进一步掌握瞬时功率和平均功率的计算方法.

3.会分析机车恒定功率启动和匀加速启动过程中加速度和速度的变化.

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功的计算机车的两种启动方式PPT，第二部分内容：01探究重点　提升素养

一、功的计算

1.恒力做功的计算

功的公式W＝Flcos α，只适用于恒力做功，即F为恒力，l是物体相对地面的位移，流程图如下：

2.变力做功的计算

(1)将变力做功转化为恒力做功.

当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积.

(2)当变力做功的功率P一定时，如机车恒定功率启动，可用W＝Pt求功.

(3)用平均力求功：若力F随位移x线性变化，则可以用一段位移内的平均力求功，如将劲度系数为k的弹簧拉长x时，克服弹力做的功W＝0＋F2x＝kx2•x＝12kx2.

(4)用F－x图像求功

例1　在水平面上有一弯曲的槽道AB，由半径分别为　和R的两个半圆构成.如图2所示，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为

C.　πFR

D.2πFR

例2　放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的图像和水平拉力的功率与时间的图像如图3甲、乙所示.下列说法正确的是

A.0～6 s内物体的位移大小为20 m

B.0～6 s内拉力做功为100 J

C.滑动摩擦力的大小为5 N

D.0～6 s内滑动摩擦力做功为－50 J

二、机车的两种启动方式

例3　在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，则：

(1)若汽车以不变的额定功率从静止启动，汽车的加速度如何变化？

(2)当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？

(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小是多少？

例4　(2019·山西大学附中高一下学期期中)汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为4吨，当它行驶在坡度为α(sin α＝0.02)的长直公路上时，如图4所示，所受摩擦力为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，求：(结果均保留三位有效数字)

(1)汽车所能达到的最大速度vm；

(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间；

(3)当汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值的过程中，汽车做功为多少.

机车启动问题中几个物理量的求法

分析机车启动问题，要抓住两个核心方程：牛顿第二定律方程F－Ff＝ma联系着力和加速度，P＝Fv联系着力和速度.

(1)机车的最大速度vm的求法.机车最终匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff，故vm＝PF＝PFf.

(2)匀加速启动持续时间的求法.牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度vm′＝P额ma＋Ff，时间t＝vm′a.

(3)瞬时加速度的求法.据F＝Pv求出牵引力，则加速度a＝F－Ffm.

例5　(2018·鹤壁市高一下学期期末)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0.快进入闹市区时司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下列四个图像中，哪个正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系图像

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功的计算机车的两种启动方式PPT，第三部分内容：02随堂演练　逐点落实

1.(功的计算)一个物体在粗糙的水平面上运动，先使物体向右滑动距离l，再使物体向左滑动距离l，正好回到起点，来回所受摩擦力大小都为Ff，则整个过程中摩擦力做功为

A.0  B.－2Ffl  C.－Ffl  D.无法确定

2.(以恒定功率启动)(2018·宜昌一中高一下学期期末)质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率P启动，最终以某一速度做匀速直线运动.此过程中，汽车所受阻力大小恒为Ff，重力加速度为g，则

A.汽车的速度最大值为PFf  B.汽车的速度最大值为Pmg

C.汽车的牵引力大小不变  D.汽车在做匀变速直线运动

3.(机车启动中的图像问题)(多选)(2018·运城市河东一中期末)一辆轿车在平直公路上行驶，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过时间t0，其速度由零增大到最大值vm.若轿车所受的阻力Ff为恒力，关于轿车的速度v、牵引力F、功率P随时间t变化的情况，下列选项正确的是

4.(机车启动中的图像问题)一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图像如图5所示.已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到的阻力为车重的　，g取10 m/s2，则

A.汽车在前5 s内受到的阻力为200 N

B.前5 s内的牵引力为6×103 N

C.汽车的额定功率为40 kW

D.汽车的最大速度为20 m/s

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