机车启动问题教案

机车启动问题教案第一篇机车启动问题教案［教材分析］机车启动问题本节是功率这节的补充内容，难度较大，综合性较强，其中涉及到高一阶段除曲线运动外的几乎所有内容，如受力分析，牛顿第二定律，运动学公式及功率公式，是与高考接轨的一个考点［学情分析］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，对牛顿第二定律而言，中的是指合力；怎样用图去描述F=ma F v-t物体的运动等；第二，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［教学目标］知识目标i理解机车的两种启动过程及其特点

1..学会用机车启动的关键条件解题2能力目标ii.能够运用两种启动的特点解机车的启动问题

1.学生会自己动手推导，讨论，分析机车问题

2.培养学生逻辑思维能力3情感目标iii通过这节课的学习激发学生的学习兴趣

1..让学生发现并体会物理学中的逻辑性

2.通过自己的推理去感受物理学习中的乐趣3［教学重点］.理解解决机车启动问题的两个核心公式1理解机车两种启动方式中各段的运动性质

2.［教学难点］解（）小车匀速运动时，牵引力等于阻力，此时速度最大，最1大速度为故答案为v=x/t=6x10-2m/

0.04s=

1.50m/s.

1.

50.（）匀减速运动阶段有A根据牛顿第二定律2a=x/t2«

4.00m/s2有Ff=ma=-

1.60N故答案为

1.60（）电动小车的额定功率3F=-Ff P=Fv=

1.60x

1.50W=

2.40W.故答案为:

2.

40.考点机车启动和纸带处理，所以机车启动可在运动学方面的问题拓展，故运动学基础也要熟悉点评本题难度较小，注意观察纸带点迹，判断匀速和匀减速阶段,不能误认为段为匀减速阶段

5.78cm题目小结以恒定加速度启动较复杂、考题较多

1..机车启动问题结合图像更简单

2.机车启动问题可在各种功率计算（恒例题体现）及运动学问题3a2（恒例题体现）上加大难度，故这两方面知识要熟练a4第五篇机车启动教学设计机车启动的问题教学目标.会分析机车恒定功率和恒定加速度启动过程中，牵引力、速度和加1速度的变化情况明确机车启动的运动过程，分为几个阶段，各个阶段力与运动的关

（2）对机车等交通工具运行问题，应明确中,P为发动机的实际功率,为发动机的牵引力，p=Fv Fv为机车的瞬时速度机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率一.机车启动中有关力与加速度的问题.常见模型水平面，斜面

1.核心公式合=2P=Fv,F F-f=ma问题:汽车在水平面加速行驶，车子受力情况如何？加速度多大？易1错汽车的牵引力（）与汽车受到的合外力（合二）问题:汽F=v FF-f2车达到最大速度的条件（临界）牵二阻,F f vmax=pe问题:汽车沿斜面向上加速行驶，车子受力情况如何？加速度多fp3大？（强调重力沿斜面向下的分力也是阻力）目的加强掌握汽车行驶中的受力分析及加速度的求解

二、两种机车启动类型类型一恒定功率启动特点.功率不变（强调实和1P P额的关系）P减小的加速直线运动（分析增大，牵=,汽

3.a VF=

3.F f,a=0车速度达到最大过程阶段减小的加速直线运动1:a阶段匀速直线运动阶段（达到最大值类型二.2:F=f,a=0,v vmax=恒定加速度（牵引力）启动特点流程一.功率（）均匀增加到额（强调实和额的关系）1P=FV=F atP PP（牵引力）不变的匀加速运动（或不变）匀加

2.a FF-f=ma F=f+ma3速阶段的最大速度v=pe=FPe减小，或合减小）强调:匀加速阶段的最大f+mape a=F-f Fvmpe f速度与汽车最终速度不同vmax流程二恒定功率启动重复流程一过程阶段匀加速直线运动1:a不变，牵不变，实均匀增加阶段减小的加速直线运动实二F P2:a PP额阶段匀速直线运动阶段达到最大值3:F=f,a=0,v vmax=pef

三、例题精讲例题质量为的汽车在水平路面上行驶，阻力是车1m=5x103kg重的倍，让汽车保持额定功率由静止开始启动,请回答以下

0.1P0=60kw问题经过时间,速度为求此时的加速度？当汽车1t=ls vl=4m/s,al=2的加速度为时，求汽车的速度v2=求汽车所能达到的最a2=lm/s23大速度？目的掌握额定功率启动问题的相关计算vm=例题:额定功率为的汽车,在水平长直公路上行驶时最大速度280kW可达汽车质量为如果汽车从静止开始做匀加速直线运20m/s,2x103kg动,加速度可达设运动过程中阻力大小不变，试求:2m/s2o汽车运动时所受阻力；1f汽车匀加速运动过程可持续的时间2t;汽车启动后，发电机在第三秒末的瞬时功率；3P汽车在做匀加速直线运动过程中，发动机所做的功目的掌握4W.匀加速启动问题的相关计算四.练习列车在恒定功率机车的牵引下，从车站出发行驶分钟，速度达到5那么在这段时间内，列车行驶的路20m/s,一定小于A.3km一定等于一定大于B.3km C.3km不能确定D.五.课堂小结两种起动方式的比较不同点以恒定功率起动只有一个变加速阶段，起动过程短，但容易损坏发动机以恒定牵引力起动有两个加速阶段，起动过程长，但起动平稳有利于保护发动机相同点无论哪种方式起动，汽车所能达到的最大速度相同，达到最大速度的条件相同，都是当时取得a=0六.布置作业、汽车发动机的额定功率为若其总质量为,在水平1P=60kW,m=5t路面上行驶时，所受的阻力恒为X求汽车所能达到的最大速度3N,f=5101vm.若汽车以2a的加速度由静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维m/=

0.5s2持多长时间？、质量为的汽车由静止开始以恒定的功率爬坡足够长，斜坡2m P的倾斜角为,汽车受到的摩擦阻力恒定为求汽车所能达到的最大速度0f,vm=七.板书设计.学会分析机车启动问题中的解题关键及突破点

1.对两种启动方式的图分析2v-t.学会将牛顿第二定律及功率方程融入机车问题3［教学方法］利用多媒体引导分析教学［教学过程］设计思想力求体现新课标倡导的”教师主导、学生主体〃的思想以学生的活动逐步推进教学本设计还力求突出课堂的有效性，引导学生进行探究，参与问题讨论，让更多的学生能融入课堂，思维和能力都能得到发展［教学过程］板书设计-.复习二两种启动方式三.小结实际功率发动机牵引力的功率

1.

1.•以恒定功率启动匀加速启动额定功率定值分析分析:关系实

2.P额图象图象实际功率4P

2.P=FV P-牵引力例解例.解瞬时速度F-

1.2V-

3.a=F-f/m学生学习单-.预备知识.两个概念复习实，牵，的关系实际功率额定功率

12.P FV合，的关系二者的大小关系

3.F a,m二.两种启动方式两个基本假定以恒定功率启动.匀加速启

1.2动分析分析图象图象例:汽车发动机的额定功率为,汽车的质量为汽车在水平160kw5t,路面上行驶时，车所受阻力为车重的倍当汽车保持额

0.1g=10m/s2,定功率不变从静止启动后，求汽车所能达到的最大速度大小为多少当汽车加速度为时Q22m/s2的速度为多大？例:汽车发动机的额定功率为,汽车的质量为汽车在水平260kw5t,路面上行驶时，车所受阻力为若汽车从静止开始保持以5000N,加速度匀加速启动，求这一过程能维持多长时间？

0.5m/s2三.小结.两种启动方式.解决问题核心公式

12.关键条件3第二篇机车启动问题练习汽车启动问题习题、汽车以恒定功率由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为1P v,则下列判断正确的是汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动A.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动B.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动C.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动D.、汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的倍，当速度为

20.014m/s时，加速度为若保持此时的功

20.4m/s率不变继续行驶，汽车能达到的最大速度是取2m/s.g10m/s、汽车发动机额定功率为汽车质量为汽车在水360kW,

5.0x10kg,平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的倍，试求

0.1汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？1若汽车从静止开始,以的加速度匀加速运动，则这一加

220.5m/s速度能维持多长时间？、电动机通过一绳子吊起质量为的物体，绳的拉力不能超过48kg电动机的功率不能超过要将此物体由静止起用最快的方120N,1200W,式吊高已知此物体在被吊高接近时，已开始以最大速度匀速90m90m上升所需时间为多少？、质量为的机车，以

555.00x10kg恒定的加速度从静止出发，经行驶,速度达到最大值5min

2.25km则机车的功率为、铁路提速，要解决许多技术问题.通常，54km/h,W.6列车阻力与速度平方成正比，即二列车要跑得快,必须用大功率机车来牵引.试计算列车分别以2f kv.和的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值.提示120km/h40km/h物理中重要公式有,F=ma,W=Fs,P=Fv,s=vOt+at、额定功率为的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度122780kW为已知汽车的质量为若汽车从20m/s.32x10kg,静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小为假定汽车在整22m/s.个运动过程中阻力不变.求汽车受到的阻力1Ff;汽车在末的瞬时功率；23s、质量为的汽车发动38m=4x10kg机的额定功率汽车从静3P0=40xl0W,止开始，以的加速度做匀加2a=

0.5m/s速直线运动,所受阻力恒为3Ff=2xl0求N,汽车匀加速运动所用的时间1t;汽车可达的最大速度2vm;汽车速度为时的加速度32vm/3a、汽车质量为,其发动机额定功率为汽车在水平道路95t

37.5kW,上从静止开始起动，开始一段时间内，以加速度做匀加速运动，最后匀速运动的速度为求

21.0m/s15m/s.汽车做匀加速运动的时间.汽车匀速运动后关闭发动机,还能12滑多远？第三篇高中物理机车启动问题机车启动问题

一、机车启动的两类问题分析机车以恒定功率启动时，由为机车输出功率,为机车1P=FuP F牵引力，为机车前进速度机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引u力时，速度不再增大达到最大值贝F=f umax,hmax=P/f机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力恒定为2F速度不断增加汽车输出功率随之增加，当额定时,开ma+f,P=Fu P=P F始减小但仍大于因此机车速度继续增大，直至时，汽车便达到最大f F=f速度,则umax umax=P/f

二、练习汽车发动机额定功率为,汽车质量为汽160kW

5.0x10kg,车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的倍，试求

0.1汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？1若汽车从静止开始，以的加速度匀加速运动，则这一加

220.5m/s速度能维持多长时间？电动机通过一绳子吊起质量为的物体，绳的8kg拉力不能超过电动机的功率不能超过要将此物体由静止120N,1200W,起用最快的方式吊高已知此物体在被吊高接近时，已开始以90m90m最大速度匀速上升所需时间为多少？质量为的汽车发动机的额定功率汽车3323m=4xl0kg P0=40xl0W,从静止开始，以a=

0.5m/s的加速度做匀加速直线运动,所受阻力恒为求3Ff=2xl0N,汽车匀加速运动所用的时间1t;汽车可达的最大速度2vm;汽车速度为时的加速度汽车质量为其发动机额定功32vm/3a5t,率为汽车在水平道路上从静止开始起动，开

37.5kW,始一段时间内，以加速度做匀加速运动，最后匀速运动的

21.0m/s速度为求15m/s.汽车做匀加速运动的时间.汽车匀速运动后关闭发动机,还能12滑多远？第四篇机车启动机车启动问题

一、基本公式二牵MF a+f

二、重要知识点、、、两种启动模式的运动分析比较难,解决方123案确定启动模式后，画出相应图，结合图过程受力分析、运动分v-t v-t析画图真的有用机车启动中的功率、运动学公式都与时间ps:有关，解题时注意联系无论哪种启动，当二时，达最大速度F f

三、具体分析与解题恒定功率启动L第一段根据公式分析是加速度减小的变加速运动第二段以做匀速直线运动Vm相关题目一诊模拟（）91例题汽车上坡时，司机必须换挡，其目的是（）减小速度，得到较小的牵引力A.增大速度，得到较小的牵引力B.减小速度，得到较大的牵引力C..增大速度，得到较大的牵引力D答案C解析此题为基本公式的运用，二可知，要增大就要减小P FVF,Vo.恒定加速度启动2图如上v-t匀加速直线运动0—tl后半段与恒定功率分析类似加速度减小的变加速运动tl—12以做匀速直线运动t2—13V3相关题目一诊模拟（揭）五三例（可拓展《五三）4«»P761»P8180全品听课》例（结合解这道题可体会对解题的好处）例P584v-t v-t«题.对机车在水平路面上以恒定的加速度启动的过程，下列说法正确1的是（）.机车先匀加速直线运动，达最大速度后匀速直线运动A.机车先匀加速直线运动，达额定功率后，做加速度逐渐减小的加速B运动，加速度减小为零后匀速直线运动.匀加速运动过程机车的功率逐渐增大C.机车的额定功率一定时，阻力越大机车的最大速度越大D答案解析；当功率增大到额定功率时随着速度的增大，加速度减BC小,汽车做加速度减小的变加速直线运动，错；对；由,在匀加速A BP=Fv阶段，牵引力不变，速度逐渐增大，功率逐渐增大，对；当汽车的速度C最大时有错；F=f,P=fvm,D（临沂模拟）当前，我国高铁〃事业发展迅猛，假设一辆高2011•速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其图象如图示，已知在,时段为过原点的倾斜直线，时刻达到额定功v-t tl率此后保持功率不变，在时刻达到最大速度以后匀速运动，P,P t3v3,则下述判断正确的有（）.从至时间内一直做匀加速直线运动A0t

3.在时刻的加速度大于时刻的加速度B t2tl.在时刻以后，机车的牵引力为零C t

3.该列车所受的恒定阻力大小为D P/v考点功率、平均功率和瞬时功率.3分析由图可知列车是以恒定的加速度启动的，由于牵引力不变,列车的实际功率在增加，此过程列车做匀加速运动，也就是时间段，0—tl当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度,就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值，也就是时刻.t3解答、图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动，从图中可知只有A v-t0—tl时段为倾斜直线，所以时段为匀加速直线运动，所以错误.0—tl A、在B t时亥[],列车功率已经达到额定功率，牵引力已经减小了，加速度也2减小了，所以在时刻的加速度要小于时刻的加速度，所以错t2tl B误.、在时刻以后，列车匀速运动，是处于受力平衡状态，牵引力等C t3于阻力，而不是零，所以错误.C、当汽车达到最大速度时，汽车的牵引力和阻力大小相等，由D可得，所以正确.故选P=Fv=fvm f=P vm=P/v3,D D.点评本题的关键是理解机车的启动过程，这道题是以恒定加速度启动，公式指实际功率，表示牵引力，表示瞬时速度.当牵引p=Fv,p Fv力等于阻力时，机车达到最大速度.根据图象要能判断机车vmax=p/fv-t所处的运动状态..一列机车的质量是在水平平直轨道上由静止开始匀加35x10kg,速启动，加速度大小为已知机车的额定功率为当机车由静止达到

20.4m/s3000kw,0最大速率时，共用时秒行驶过程中阻力恒定，贝卜30m/s t机车匀加速阶段的牵引力多大？1匀加速阶段机车的实际功率等于额定功率时，机车的速度多大？2机车由静止达到最大速度时，前进的距离是多少？答案中可以包3含字母t考点功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律.专题功率的计算专题.分析当机车速度达到最大时，牵引力等于阻力，由功率公式的变形公1式可以求出机车受到的阻力；由牛顿第二定律可以求出机车匀加速阶段的牵引力.当实际功率等于额定功率时，机车匀加速结束，由二的变2P Fv形公式可以求出此时机车的加速度.由匀变速运动的位移公式可以求出机车匀加速运动的时间与位移，3在机车实际功率达到额定功率后到机车达到最大速度时，由动能定理可以求出机车前进的距离，最后求出机车前进的总距离.解答当机车匀速运动时，速度达到最大值，此时牵引力等于阻力，1F=f,此时机车受到的阻力额最大AP=Fv=fv,f=P/v=3xl06W/30m/sA匀加速阶段，由牛顿第二定律可得:牵八=lxlO5N,F$-f=ma,F=3x105N;设匀加速阶段末的汽车速度为匀加速阶段机车的实际功率等2vl,于额定功率时，由可得此时机车的速度二额牵P=Fv,vl P/F=A A3xlO6W/3xlO5N=10m/s;如图所示，达到最大速度前，有两个运动阶段.设匀加速阶段位移3为加速度减小阶段位移为匀加速阶段位移为Asi,si.sl=v2/2a=所用时间为,对于变加速阶段,100/2x

0.4=125m,tl=vl/a=10/

0.4=25s由动能定理得A A解得:Pt-tl-fs2=l/2mvmax2-l/2mvl2,s2=，所以，机车由静止到达最大速度时，前进的距离是30t-2750m s=sl+s2=SOt-2625m;、拓展题与实验结合4在学习过机车启动问题之后，某物理兴趣小组决定按照图做一个实验，测定一电动遥控玩具车的功率，具体步骤如下

①用天平测出电动小车的质量为

50.4kg;

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装；7

③接通打点计时器其打点周期为

0.02s;

④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器设小车在整个过程中所受的阻力恒定在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图所示请你分析图纸带数据，回答下列问题结果保留三位有效数字1该电动小车运动的最大速度为m/s;关闭小车电源后，小车的加速度大小为22m/s;小车所受的阻力大小为3N;该电动小车的额定功率为4Wo答案:

11.

502330313241.98。