高中物理必修二 7-3机车的启动

高中物理必修二 课件PPt,学案,同步测试 本人曾经上课时所用,希望对大家有所帮助。

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一.机车以恒定功率启动F F a=牵 f

m

F牵 =F牵减小 当F牵=F阻 a=0

P

e

V V继续

增大

a减小 VVm

V max =P

P F

e f

匀速直线运动

F

t加

t

0

t加

t

O

t加

V

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二.机车以恒定加速度启动a恒定 F牵=Ff+ma Ff恒定 a>0,V增大 增大 = Pe a= F牵 V V继续 F牵>Ff F牵 V m 1.此过程机车做匀加速直线运动 1.此过程机车做匀加速直线运动 = Pe V加末 F牵减小 a>0 增大 F牵 2.此过程机车的功率是逐渐增大的但未 2.此过程机车的功率是逐渐增大的但未 达到P (除最后时刻 除最后时刻) 达到Pe当F牵=F阻 O ) Pe t t o 匀速直线运动 = a减小 P V max = Pe 3此过程匀加速直线运动末速度 V加末 Ff a=0 F牵 不是全程的最大速度 Pe 4.匀加速运动的时间 4.匀加速运动的时间 t = t F牵恒定 P=F牵V P增大 增大 P=Pe

F牵 F f

F

牵

a

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1.此过程机车如何运动? 为加速度逐渐减小的加速运动。 1.此过程机车如何运动? 为加速度逐渐减小的加速运动。 此过程机车如何运动 2.此过程机车的功率如何变化 一直处在额定功率P 此过程机车的功率如何变化? 2.此过程机车的功率如何变化? 一直处在额定功率 e 3.已知瞬速度时V1求瞬时加速度a1? 3.已知瞬速度时V 求瞬时加速度a 已知瞬速度时 4.已知瞬时加速度a2求瞬时速度V2? 4.已知瞬时加速度a 求瞬时速度V 已知瞬时加速度 5.可求此过程中某一段时间的位移的位 5.可求此过程中某一段时间的位移的位 ?(初状态 末状态V 初状态V 移?(初状态V1末状态V2)

1 1 2 2 Pe t F f S 2 = 2 mV 2 2 mV 1

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V

F

t P

0

O t 1.匀加速直线运动过程 1.匀加速直线运动过程 各物理量随时间变化？ 各物理量随时间变化？ 2.加速度逐渐减小的加速运动 2.加速度逐渐减小的加速运动 过程中各物理量随时间变化？ 过程中各物理量随时间变化？ 3.匀速运动过程中各物理量 3.匀速运动过程中各物理量 t 随时间变化

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跟踪训练 汽车在平直公路上以速度v 匀速行驶， 1:汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P 牵引力为F 时刻，司机减小了油门， 功率为P,牵引力为F0。t1时刻，司机减小了油门， 使汽车的功率立即减小一半， 使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续 行驶， 时刻，汽车又恢复了匀速直线运动( 行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动(设 整个过程中汽车所受的阻力不变) 整个过程中汽车所受的阻力不变)。下面几个关于 汽车牵引力F 汽车速度v在这个过程中随时间t 汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t变 化的图像中正确的是( )

AD

V

v0 V0/2 O t1 t2 A

V v0 v0/2 t O t t 1 2 B

F F0 F0/2 t O t1 t2 C

F F0 F0/2 t O t1 t2 D

t

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2.有一辆汽车的质量为2 kg, 2.有一辆汽车的质量为2×103kg,额定功率为 有一

辆汽车的质量为 汽车在平直路面上由静止开始运动， 9×104W。汽车在平直路面上由静止开始运动，所 受阻力恒为3 受阻力恒为3×103N。在开始起动的一段时间内汽 车以1m/s 的加速度匀加速行驶。 车以1m/s2的加速度匀加速行驶。从开始运动到停 止加速所经过的总路程为270m 270m。 止加速所经过的总路程为270m。求： 汽车匀加速运动的时间； (1)汽车匀加速运动的时间； 汽车能达到的最大速度； (2)汽车能达到的最大速度； 汽车从开始运动到停止加速所用的时间。 (3)汽车从开始运动到停止加速所用的时间。

v1 t1 = = 18s a

vm =

P额 f

= 30m / s

t = t1 + t 2 = 28s

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电动机通过一轻绳吊起一质量为8kg的物体， 8kg的物体 3.1 电动机通过一轻绳吊起一质量为8kg的物体， 绳的拉力不能超过120N 120N, 绳的拉力不能超过120N,电动机的功率不能超过 1200W, 1200W,要将此物体由静止起用最快的方式吊高 90m(已知此物体在吊高接近90m时已开始以最大速 已知此物体在吊高接近90m 90m(已知此物体在吊高接近90m时已开始以最大速 度上升)所需时间为多少？ 度上升)所需时间为多少？

对拉力和功率都有限定时为机车以恒定加速 度启动问题？答案7.75s 度启动问题？答案

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3.2电动机通过一轻绳吊起一质量为8kg的物体， 3.2电动机通过一轻绳吊起一质量为8kg的物体， 电动机通过一轻绳吊起一质量为8kg的物体 电动机的功率不能超过1200W 1200W, 电动机的功率不能超过1200W,要将此物体由静 止起用最快的方式吊高90m( 90m(已知此物体在吊高 止起用最快的方式吊高90m(已知此物体在吊高 接近90m时已开始以最大速度上升) 90m时已开始以最大速度上升 接近90m时已开始以最大速度上升)所需时间为 多少？ 多少？

若对拉力无限定时为机车以恒定功率启动( 若对拉力无限定时为机车以恒定功率启动(答 案为6.75s) 案为

恒定功率启动比恒定加速度启动先达到 最大速度，则恒定功率启动更省时间？ 最大速度，则恒定功率启动更省时间？

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4.水平地面上停放着质量M=200kg的平板小车， 4.水平地面上停放着质量M=200kg的平板小车，通 水平地面上停放着质量M=200kg的平板小车 过水平轻绳由远处的卷扬机牵引， 过水平轻绳由远处的卷扬机牵引，车上放一质量 m=50kg的物块 的物块， m=50kg的物块，设物块与平板车之间及平板车与 地面之间的动摩擦因数均为0.4 0.4, 地面之间的动摩擦因数均为0.4,一直卷扬机的工 作电压U=250V 最大输入电流为20A U=250V, 20A, 作电压U=250V,最大输入电流为20A,机械效率η =80%,开动卷扬机 使小车从静止开始运动( 开动卷扬机， =80%,开动卷扬机，使小车从静止开始运动(最大 静

摩擦力按滑动摩擦力计算) 静摩擦力按滑动摩擦力计算)则： 1)为保证运动中物块与小车始终保持相对静止， 为保证运动中物块与小车始终保持相对静止， 则卷扬机对小车牵引力最大不能超过多少？ 则卷扬机对小车牵引力最大不能超过多少？ 2000N 2)在小车和木块不发生相对滑动的前提下卷扬机 能使小车获得的最大速度为多大? 能使小车获得的最大速度为多大?

4m/s

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5.某兴趣小组对一辆自制的遥控小车性能进行研究. 5.某兴趣小组对一辆自制的遥控小车性能进行研究.他们 某兴趣小组对一辆自制的遥控小车性能进行研究 让这辆小车在水平直轨道上由静止开始运动, 让这辆小车在水平直轨道上由静止开始运动,并将小车的 运动全过程记录下来,通过处理转化为速度-时间图像, 运动全过程记录下来,通过处理转化为速度-时间图像,如 图所示( 2s—10s时间段图像为曲线外, 10s时间段图像为曲线外 图所示(除2s 10s时间段图像为曲线外,其余时间段均为 直线).已知小车在运动过程中，2s—14s ).已知小车在运动过程中 14s时间段内小车保 直线).已知小车在运动过程中，2s 14s时间段内小车保 持功率不变, 14s末停止遥控而让小车自由滑行 末停止遥控而让小车自由滑行, 持功率不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行,小车的 质量为m=1.0kg,在整个过程中小车所受的阻力大小不变。 m=1.0kg,在整个过程中小车所受的阻力大小不变 质量为m=1.0kg,在整个过程中小车所受的阻力大小不变。 求:

1.5N V/m·s 小车所受的阻力F 的大小？ 1小车所受的阻力Ff的大小？ 6 9W2.小车匀速行阶段的功率？ 2.小车匀速行阶段的功率？ 小车匀速行阶段的功率3

-1

3.小车在加速运动过程 3.小车在加速运动过程 中位移的大小？ 中位移的大小？

t/sO

42m

2 4 6 8 10 12 14 16 18

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6.一个质量为50千克的人乘坐电梯， 6.一个质量为50千克的人乘坐电梯，由 一个质量为50千克的人乘坐电梯 静止开始上升。 静止开始上升。整个过程电梯对人做功 的功率P t图象如图所示(g=10m (g=10m/ 的功率P—t图象如图所示(g=10m/s2)。 加速和减速过程均为匀变速运动， 加速和减速过程均为匀变速运动，求： (1)图象中 的值； 图象中P (1)图象中P2的值； (2)8秒内电梯上升的高度 (2)8秒内电梯上升的高度

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7.如图所示,电动机牵引一根原来静止的长L 7.如图所示,电动机牵引一根原来静止的长L为1m, 如图所示 0.1kg的导体棒MN上升 导体棒的电阻R 的导体棒MN上升, 质量m为0.1kg的导体棒MN上升,导体棒的电阻R为 1Ω,架在竖直放置的框架上 架在竖直放置的框架上, 1Ω,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度 B为1T的匀强磁场中,磁场方向与框架平面垂

直.当 1T的匀强磁场中 磁场方向与框架平面垂直. 的匀强磁场中, 导体棒上升h=3.8m h=3.8m时 获得稳定的速度, 导体棒上升h=3.8m时,获得稳定的速度,导体棒上 产生的热量为2J,电动机牵引棒时,电压表、 2J,电动机牵引棒时 产生的热量为2J,电动机牵引棒时,电压表、电流 表的读数分别为7V 1A,电动机内阻 7V、 电动机内阻r 1Ω,不计 表的读数分别为7V、1A,电动机内阻r为1Ω,不计 框架电阻及一切摩擦, 框架电阻及一切摩擦,求： 棒能达到的稳定速度； (1)棒能达到的稳定速度； (2)棒从静止至达到稳定 速度所需要的时间。 速度所需要的时间。

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