物理

高中物理机车的启动问题解题技巧总结

文/admin

  题型概述:

  机车的启动方式常考查的有两种情况,一种是以恒定功率启动,一种是以恒定加速度启动,不管是哪一种启动方式,都是采用瞬时功率的公式P=Fv和牛顿第二定律的公式F-f=ma来分析。

  思维模板:

  机车以额定功率启动。机车的启动过程如图所示,由于功率P=Fv恒定,由公式P=Fv和F-f=ma知,随着速度v的增大,牵引力F必将减小,因此加速度a也必将减小,机车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时速度v达到最大值vm=P额定/F=P额定/f。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算,不能用W=Fs计算(因为F为变力)。

  机车以恒定加速度启动。恒定加速度启动过程实际包括两个过程。如图所示,“过程1”是匀加速过程,由于a恒定,所以F恒定,由公式P=Fv知,随着v的增大,P也将不断增大,直到P达到额定功率P额定,功率不能再增大了;“过程2”就保持额定功率运动。过程1以“功率P达到最大,加速度开始变化”为结束标志。过程2以“速度最大”为结束标志。过程1发动机做的功只能用W=F·s计算,不能用W=P·t计算(因为P为变功率).

  看看网友们都有什么想法

  网友1

  这是一道很经典的高一物理下半学期"功率"这一章的机车启动问题,下面是我做这道题的详细步骤,希望能给你一些帮助。

  解:

  根据P=FV和F-f=ma可知:当机车功率达到额定功率时,机车做匀速直线运动,所以此时阻力=F(牵引力),故:

  (1)f=F=P额/V最大=80000/20=4000N所以,阻力为4000牛。

  (2)由V=at可知3s末的瞬时速度为V′=2*3=6m/s

  F′=f+ma=4000+2000*2=8000N

  ∴P′=FV′=8000*6=48000W∴3s末的功率为48000W。

  (3)这题还有一个隐藏条件:机车是以恒定的加速的启动的。∴

  该运动情况为:开始做初速为零的匀加速直线运动,当P=P额时,匀加速运动结束,接下来作a减小的加速运动,当a=0时,即F=阻力时,V达到最大,最后以Vmas做匀速直线运动。

  所以可解:

  V〃=P额/F′=80000/8000=10m/s,t=V〃/a=10/2=5s

  ∴做均加速运动时间为5秒。

  (4)该问最好用“动能定理”来解

  动能定理即“∑W=△Ek”(其中∑W表示合外力做的功,△Ek表示动能之差)

  经受力分析得:∑W=W牵引力

  ∴W牵引力=△Ek=1/2*mV2=1/2*2000*202=400000J

  ∴牵引力做的功为400000J。

  终于做完了!其实你不必被这麽多的文字吓到!因为有很多是为了提供详细思路才写的,所以你可以更明白些。

  如果你还有什么不懂的问题,那就加入我们吧!“原子团”百度知道团队恭候您的到来!

  另外:学物理一定要仔细想,认真分析,老师曾告诫我:不要被物理吓到,因为它并不可怕!

  最后,希望你能认真分析这道题,再说一遍:这道题很经典!

  网友2

  两种情况,1功率恒定,先做加速度减小的加速运动,再匀速。2,之比前面多了一个过程,先匀加速到额定功率,在来2过程。网上有很多讲解,自己搜一下,也可以问老师!

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