《專題強(qiáng)化 功的計算 機(jī)車的兩種啟動方式》機(jī)械能守恒定律PPT優(yōu)秀課件
第一部分內(nèi)容:學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握功的公式的適用條件及求一般的變力做功的方法.
2.進(jìn)一步掌握瞬時功率和平均功率的計算方法.
3.會分析機(jī)車恒定功率啟動和勻加速啟動過程中加速度和速度的變化.
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功的計算機(jī)車的兩種啟動方式PPT,第二部分內(nèi)容:01探究重點(diǎn) 提升素養(yǎng)
一、功的計算
1.恒力做功的計算
功的公式W=Flcos α,只適用于恒力做功,即F為恒力,l是物體相對地面的位移,流程圖如下:
2.變力做功的計算
(1)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功.
當(dāng)力的大小不變,而方向始終與運(yùn)動方向相同或相反時,這類力的功等于力和路程的乘積.
(2)當(dāng)變力做功的功率P一定時,如機(jī)車恒定功率啟動,可用W=Pt求功.
(3)用平均力求功:若力F隨位移x線性變化,則可以用一段位移內(nèi)的平均力求功,如將勁度系數(shù)為k的彈簧拉長x時,克服彈力做的功W=0+F2x=kx2•x=12kx2.
(4)用F-x圖像求功
例1 在水平面上有一彎曲的槽道AB,由半徑分別為 和R的兩個半圓構(gòu)成.如圖2所示,現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)拉至B點(diǎn),若拉力F的方向時時刻刻與小球運(yùn)動方向一致,則此過程中拉力所做的功為
A.零
B.FR
C. πFR
D.2πFR
例2 放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用,在0~6 s內(nèi)其速度與時間的圖像和水平拉力的功率與時間的圖像如圖3甲、乙所示.下列說法正確的是
A.0~6 s內(nèi)物體的位移大小為20 m
B.0~6 s內(nèi)拉力做功為100 J
C.滑動摩擦力的大小為5 N
D.0~6 s內(nèi)滑動摩擦力做功為-50 J
二、機(jī)車的兩種啟動方式
例3 在水平路面上運(yùn)動的汽車的額定功率為100 kW,質(zhì)量為10 t,設(shè)阻力恒定,且為車重的0.1倍(g取10 m/s2),則:
(1)若汽車以不變的額定功率從靜止啟動,汽車的加速度如何變化?
(2)當(dāng)汽車的加速度為2 m/s2時,速度為多大?
(3)汽車在運(yùn)動過程中所能達(dá)到的最大速度的大小是多少?
例4 (2019·山西大學(xué)附中高一下學(xué)期期中)汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60 kW,汽車的質(zhì)量為4噸,當(dāng)它行駛在坡度為α(sin α=0.02)的長直公路上時,如圖4所示,所受摩擦力為車重的0.1倍(g取10 m/s2),求:(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
(1)汽車所能達(dá)到的最大速度vm;
(2)若汽車從靜止開始以0.6 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,則此過程能維持多長時間;
(3)當(dāng)汽車從靜止開始以0.6 m/s2的加速度勻加速行駛的速度達(dá)到最大值的過程中,汽車做功為多少.
方法總結(jié)
機(jī)車啟動問題中幾個物理量的求法
分析機(jī)車啟動問題,要抓住兩個核心方程:牛頓第二定律方程F-Ff=ma聯(lián)系著力和加速度,P=Fv聯(lián)系著力和速度.
(1)機(jī)車的最大速度vm的求法.機(jī)車最終勻速前進(jìn)時速度最大,此時牽引力F等于阻力Ff,故vm=PF=PFf.
(2)勻加速啟動持續(xù)時間的求法.牽引力F=ma+Ff,勻加速的最后速度vm′=P額ma+Ff,時間t=vm′a.
(3)瞬時加速度的求法.據(jù)F=Pv求出牽引力,則加速度a=F-Ffm.
例5 (2018·鶴壁市高一下學(xué)期期末)汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動機(jī)功率為P0.快進(jìn)入鬧市區(qū)時司機(jī)減小了油門,使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛.下列四個圖像中,哪個正確表示了從司機(jī)減小油門開始,汽車的速度與時間的關(guān)系圖像
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功的計算機(jī)車的兩種啟動方式PPT,第三部分內(nèi)容:02隨堂演練 逐點(diǎn)落實
1.(功的計算)一個物體在粗糙的水平面上運(yùn)動,先使物體向右滑動距離l,再使物體向左滑動距離l,正好回到起點(diǎn),來回所受摩擦力大小都為Ff,則整個過程中摩擦力做功為
A.0 B.-2Ffl C.-Ffl D.無法確定
2.(以恒定功率啟動)(2018·宜昌一中高一下學(xué)期期末)質(zhì)量為m的汽車在平直的公路上從靜止開始以恒定功率P啟動,最終以某一速度做勻速直線運(yùn)動.此過程中,汽車所受阻力大小恒為Ff,重力加速度為g,則
A.汽車的速度最大值為PFf B.汽車的速度最大值為Pmg
C.汽車的牽引力大小不變 D.汽車在做勻變速直線運(yùn)動
3.(機(jī)車啟動中的圖像問題)(多選)(2018·運(yùn)城市河?xùn)|一中期末)一輛轎車在平直公路上行駛,啟動階段轎車牽引力保持不變,而后以額定功率繼續(xù)行駛,經(jīng)過時間t0,其速度由零增大到最大值vm.若轎車所受的阻力Ff為恒力,關(guān)于轎車的速度v、牽引力F、功率P隨時間t變化的情況,下列選項正確的是
4.(機(jī)車啟動中的圖像問題)一輛汽車在水平路面上由靜止啟動,在前5 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動,5 s末達(dá)到額定功率,之后保持額定功率運(yùn)動,其v-t圖像如圖5所示.已知汽車的質(zhì)量為m=2×103 kg,汽車受到的阻力為車重的 ,g取10 m/s2,則
A.汽車在前5 s內(nèi)受到的阻力為200 N
B.前5 s內(nèi)的牽引力為6×103 N
C.汽車的額定功率為40 kW
D.汽車的最大速度為20 m/s
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