机车的两种启动方式2课时

山西省灵石县第一职业高级中学备课纸（一） 授课教师 李峰 总第____课时 题课 机车的两种启动方式（2课时） 授课方法 讲授法 授课类型 新授课 授课时间 ______年____月____日第____节 授课班级 教学目标 知识与 技能 1、 理解机车的两种启动过程及其特点。 2、 学会用机车启动的关键条件解题 过程与 方法 1、能够运用两种启动的特点解机车的启动问题 2、学生会自己动手推导，讨论，分析机车问题。 、培养学生逻辑思维能力。3 情感态度 与价值观 通过这节课的学习激发学生的学习兴趣，让学生发现并体会物理学中的逻辑性，通过自己的推理去感受物理学习中的乐趣。 教学重点 1、 理解解决机车启动问题的两个核心公式 2、 理解机车两种启动方式中各段的运动性质。 教学难点 1、 学会分析机车启动问题中的解题关键及突破点。 图像分析对两种启动方式的V-t 2、 学会将牛顿第二定律及功率方程融入机车问题。3、 教 具 多媒体课件 学情分析 德育渗透 由于本节内容的难度较大，首要的一条就是学生对前面知识点的复习问题，对牛图去描述物体的运动等；第FF=ma顿第二定律而言，中的是指合力；怎样用v-t二，学生应自己动手推导从而得出结论，切忌死记结论；第三，这节最终的问题要落实在做题上，学生通过习题去了解过程并且掌握解题关键条件，从而对整个 问题有一个系统的认识。． 山西省灵石县第一职业高级中学备课纸（二） 无f＝F v恒成立，与阻力通常讲机车的功率是指机车的牵引力的功率，P关，与P是否为额定功率无关，与机车的运动状态无关。机车可通过油门控制功率，可通过换档调整速度从而改变牵引力。机车起动通常有两种方式，下面把这两种启动方式的规律总结如下： 一、机车以恒定功率启动的运动过程 1、机车以恒定的功率P启动后，若运动过程中所受的阻力不变，由于牵引力F＝P／v，根据牛顿第二定律： F－f＝ma 即 P／v－f＝ma fPa?－所以： mmv 当速度v增大时，加速度a减小。 PP额额v?＝ 。 时，机车的速度达到最大，此时有： 当加速度a＝0mFf以后，机车已v做匀速直线运动。 m2、这一过程，F、v、a的变化也可表示为： PF-f 当F?f 时v??F???a???保持匀速直线运动?a＝0 vm v 达到最大 v m 变加速运动匀速运动????? 3、 用v－t图，这一过程可表示为右下图： v 最大速度之前是一段曲线。 vm o4、以恒定功率启动的特点： t（1）汽车在启动过程中先做加速度不断减小的加速运动，同时牵引力变小，当牵引力等于阻力时，开始以最大速度匀速运动。 （2）汽车在启动过程中的功率始终等于汽车的额定功率。 （3）汽车的牵引力和阻力始终满足牛顿第二定律F－f＝ma。 －P＝F v。（4）汽车的牵引力和瞬时速度始终满足P 额（5）在启动过程结束时，因为牵引力和阻力平衡，此时有 P＝F v＝f v。 mm额（6）从能的角度看，启动过程中牵引力所做的功一方面用以克服阻力做功，另一方面增加汽车的动能。 二、机车以恒定加速度启动的运动过程 1、机车以恒定的加速度a启动时，牵引力F、阻力f均不变，此时有： F－f ＝ma。 。 Pt≤?＋ma）a ）机车匀加速运动的瞬时功率： P＝Fv＝（f＋ma?v＝（f 额／［（ma＋f）aP 匀加速阶段的最长时间t＝］； 额匀加速运动的末速度为v＝P／（ma＋f）。当机车达到这一速度时，其额t瞬时功率等于它的额定功率。 然后机车又做变加速运动。此时加速度a和第一种启动过程一样变化；这时的最大速度是 。 PP额额?v＝ mFf ? 而变加速阶段的位移应该用动能定理来计算： 11 22P f s＝mv－mvt－额tm22 2、匀加速启动过程的各个量（P、F、a、v）的变化情况如下： 当P?P P当?PF、fPPF－ffF－额额额额，a＝???Fv＝v??P,v??F???a?0a? 仍 ,0va?一定mvm不变 v仍增大 不变增大 匀加速直线运动变加速直线运动 保持匀速直线运动? v 匀速运动?????? 3、用v－t图，这一过程可表示为右图： 起初匀加速运动是 v 一段倾斜的直线，紧接着是一段曲线，最后是平行于时间轴的直线。mvt 4、以恒定牵引力启动的特点： o 1）汽车的起动过程经历两个阶段：匀加速直线运动；变加（速直线运动，最终做匀速直线运动。 （2）汽车在匀加速运动阶段，汽车的瞬时速度v＝v＋at 0（v＝0）汽车做匀加速运动所能维持的时间t＝v/a。 0t （3）汽车做匀加速运动阶段，其瞬时功率P＝F v≤P。 额（4）汽车在匀加速运动阶段结束时，瞬时功率等于额定功率，且 P＝P＝F v。 tt额（5）汽车在变加速运动阶段功率恒为额定功率，进入匀速直线运动时牵引力和阻力平衡，有P＝P＝f v。 mt额12mv (f=W－（6）从能的角度看：匀加速直线运动阶段Wm1s11牵2分别表示匀加速运动阶段牵引力所做的功、位移)，变加速直线运动阶段牵引力所做的功W=Pt(t表示变加速直线运动阶段所经历的时间)，W222牵额1122mv??mvfs。为变加速直线运动阶段的位移） （sm2m1222三、典型例题 例题：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2，问： /s100.1倍，g取m行驶时，阻力是车重的 （1）汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？2的加速度做匀加速运动，s这一过程能维持多长若汽车保持以0.5m/2（）时间？ 解析：（1）根据题意，汽车达到最大速度时作匀速直线运动，所以有 PP360?10 额额v?＝＝m/s?12m/smFf 5000?10?01?（2）汽车以恒定的加速度a匀加速运动，则牵引力恒定。P＝Fv，随v牵引力功率P也增大，当功率增大至额定功率时不能再增大，牵引力减小，加速度也减小，匀加速运动结束。设此时速度为v ，则有t 时 当F?fa＝0?? v 达到最大 vm 、s11牵－2牵 增大， t P310?60额33－fma。＝0.5?5.0?10?5.0?10? 即 vvt解得 v＝8.0m/s v8.0?s?16s。 由v＝a t得，这一过程维持的时间为t＝ a0.5 解后评析：1、这类问题的关键是机车的发动机功率——机车的牵引功率是否达到额定功率，若在额定功率下启动，则一定是变加速运动。因为牵引力随速度的增大而减小。求解有关问题时不能用匀变速运动的规律来处理。