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机车启动的过程分析与解题策略

2018-11-23吴含章

新高考·高一物理 2018年5期
关键词:加速运动额定功率恒定

吴含章

通常讲机车的功率是指机车的牵引力的功率,P= Fv恒成立,与阻力f无关,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,可通过换挡调整速度从而改变牵引力.机车启动通常有两种方式,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

2.用v-t图,这一过程可表示为图2.起初匀加速运动是一段倾斜的直线,紧接着是一段曲线,最后是平行于时间轴的直线.

3.以恒定牵引力启动的特点:

(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.

思路点拨 汽车以恒功率启动,速度增大,牵引力减小,做加速度逐漸减小的加速运动,直到牵引力等于阻力为止;汽车开始做匀加速运动,牵引力和阻力恒定,随着速度增加,它的实际功率逐渐增大,直到Fv等于额定功率为止.

总结:解决机车启动问题,首先要弄清是哪种启动方式,然后采用分段处理法,在匀加速阶段常用牛顿第二定律和运动学公式结合分析,在非匀加速阶段,一般用动能定理求解.

在生活中,往往是采用第二种即恒定加速度模式启动汽车.原因是这样既舒服又省油,舒服的原因是加速度稳定,省油的原因是功率是逐渐增加上去的.对于第一种启动模式,往往是出现在Fl方程式赛车场中,因为赛车最需要的是最短时间内把速度提上去.

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