機(jī)車以恒定牽引力啟動(dòng)

1、7.3 功率（第三課時(shí)）王亞琪教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）進(jìn)一步理解功率的概念（2）明確機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)的過程（3）會(huì)用P =Fv分析、計(jì)算和解釋現(xiàn)象2、過程與方法P=Fv,分析汽車的啟動(dòng)，注意知識(shí)的遷移。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：感知功率在生活中的實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)物理科學(xué)的價(jià)值觀。教學(xué)重難點(diǎn)：運(yùn)用公式P=F v和牛頓第二定律F =ma 分加速度啟動(dòng)問題教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具：投影儀、學(xué)案50。教學(xué)過程：（一）直接引入上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)的過程，找一位學(xué)生復(fù)述這一過程各個(gè)物理量的變化關(guān)系。（P、v、F、a）本節(jié)課我們專門研究

2、機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)的過程（二）進(jìn)行新課（學(xué)生活動(dòng)）學(xué)生閱讀學(xué)案導(dǎo)讀部分內(nèi)容（5分鐘）小組討論學(xué)案導(dǎo)思部分內(nèi)容（5分鐘）（教師總結(jié)并板書）（10分鐘）（2）以恒定加速度啟動(dòng).F牽-Ff由a=知，保持a不變，則牽引力F牽也不變，而由 P= F牽v知，隨著速度 v的增大，機(jī)車輸出的功率增大， 但任何機(jī)械輸出的功率都是有限的，故機(jī)車的輸出功率達(dá)到額定功率后將保持不變，以后速度雖繼續(xù)增大，但并非做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)?F牽會(huì)變小，當(dāng)F= Ff時(shí)，機(jī).、，P P 一，一，、車就以vma< =工=二做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由以上分析可知，車能保持加速度恒定運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間,F牽Ff以后加速度將減小直至為零，其過程

3、可由下面的框圖表示:5這一過程的v-t關(guān)系可由下圖表示。教師強(qiáng)調(diào)注意：當(dāng)機(jī)車以恒定的加速度啟動(dòng)時(shí)，機(jī)車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的最大速度VmaxPFf ma小于機(jī)車的最大速度 Vmax =。m axFf由上可知，恒定牽引力的加速，即勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，功率一定不恒定.這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用 W=FS計(jì)算，不能用 W=P計(jì)算（因?yàn)镻為變功率） 規(guī)律總結(jié)：在P=Fv中，當(dāng)牽引力F 一定時(shí)，P與速度v成正比。即速度越大，所需功率越大；例如起重機(jī)起吊同一 重物以不同速度勻速上升，輸出功率不同，速度越大，起重機(jī)輸出功率越大。當(dāng)輸出功率P 一定時(shí)，F(xiàn)與速度v成反比。即速度越小，牽引力越大；例如當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出

4、功率一定時(shí)，上坡時(shí)由于要增大牽引力， 司機(jī)就只能用換擋的辦法減小速度以獲得較大的牽引 力當(dāng)速度v 一定時(shí)，P與F成正比。即功率越大，其牽引力越大；例如汽車從平路到上坡，若 要保持速度不變，必須加大油門，增大發(fā)動(dòng)機(jī)功率來得到較大的牽引力。目標(biāo)檢測(cè)(學(xué)生活動(dòng))小組討論學(xué)案例1、例2不同代表投影演示(10-15分鐘)教師點(diǎn)撥總結(jié)例1、額定功率為80kW的汽車，在平直的公路上行駛的最大速度是20m/s，汽車的質(zhì)量為2t,如果汽車從靜止開始運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為 2 m/s2,運(yùn)動(dòng)過程中阻力不變，求：(1) 汽車所受的恒定阻力大?。?2) 3S末汽車的瞬時(shí)功率；6s末汽車的瞬時(shí)功率(3) 經(jīng)過

5、多長(zhǎng)時(shí)間汽車功率達(dá)到額定值。解：依題意：當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時(shí),F牽=f則:P額=fV mzoP額3礙：f =4 10 N在勻加速階段：依牛頓第二定律有：F牽f = ma3礙：F牽=f +ma =8乂10 N當(dāng)汽車達(dá)到額定功率時(shí)：P額=F牽v得：v=10 m /s=5s代入得：t =Va (f ma)a說明3S末汽車處于勻加速階段，則:t=3s時(shí),v=at=6m/sP額=F 牽 v=48Kw6s末汽車的瞬時(shí)功率為 80KwVP枷(3)依(2)可得:t= =5sa (f ma )a例2、某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P =6.0 X104W，汽車的質(zhì)量為 m =5=<103kg ,該汽車在水平路 面

6、上沿直線行駛時(shí)，阻力是車重的 0.1倍，(g取10m / s2 )試求(1)汽車保持額定功率的大小從靜止啟動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少？(2)若汽車從靜止開始且保持以a=0.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間？解：P = 60000W m = 5000kg f = 0.1mg a = 1m/s2(1)、以恒定功率啟動(dòng)，隨著速度的增大牽引力減小，當(dāng)牽引力減小到與阻力相等時(shí)，加速度減 為零，這時(shí)速度達(dá)到最大值F=f=0.1mg=5000Nvmax =旦=P = 60000 m/s =12m/s F f 5000（2）、以牽引力方向?yàn)檎较颍ㄔ谟嘘P(guān)矢量計(jì)算中一定要注意方向問題）f = 0.1 x 5000kg x 10m/s2 = 5000N根據(jù)F合=ma（這一步是最容易出錯(cuò)的）F+f = ma2F + （ 5000N） = 5000kg x 0.5m/sF= 7500N根據(jù)P = Fv （此時(shí)功率達(dá)到最大）60000W = 7500N X vv = 8m/s根據(jù)v = at （原公式應(yīng)為vt=v°+