机车启动两种方式
课题:机车启动的两种特殊运动形式
孙献伍
教学目的:掌握机车启动有两种方式,其一是以恒定功率启动,其二是以恒定牵引力启动,两种启动过程遵循不同的规律.
内容分析:机车启动问题中对于加速度(a)、牵引力(F)、实际功率(P)、瞬时速度(v)四个物理量间相互联系、相互制约关系的分析是的难点所在。 教学过程:
(1)机车以恒定功率启动
汽车以恒定功率P启动时,它的牵引力F将随速度v的变化而变化,其加速度a也随之变化,具体变化过程可采用如下示意图表示:
∴机车达到最大速度时
a0,Ff,PFvm.以恒定功率启动运动过程的速度变化情况可用如图所示的
v-t图象表示。
(2)机车以恒定加速度a启动
要维持汽车加速度a不变,就要维持其牵引力F不变,汽车功率P将随v增大而增大,当P达到额定功率P额后,不能再增加,即汽车就不可能再保持匀加速运动了.具体变化过程可用如下示意图表示:
F不变,
a
Ff
m不变vP
匀加速启动过程可用如图所示的速度-时间图象描述。
例1、汽车发动机的功率为60kW,若其总质量为5t,在水平路面上行驶时,所受阻
力恒为5.0×103N,试求:
(1)汽车所能达到的最大速度。
(2)若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动,这一过程能维持多长时间?
解析:(1)当加速度为零时速度最大,此时牵引力等于阻力,V=P/F=12m/s
(2)当功率达到额定功率时匀加速运动结束,此时速度 V=P/F, F=f+ma
V=8m/s, t=V/a=16S
例2、质量为m,额定功率为P的汽车在平直公路上行驶,若汽车行驶时所受阻
力大小不变,并以额定功率行驶,汽车最大速度为v1,当汽车以速率v2(v2
解析:当加速度为零时速度最大,此时牵引力等于阻力 f=P∕v1 当速度为v2时,汽车的牵引力F= P∕v2 汽车的合外力
F合=F-f=ma
即得结果