2019-2020学年高中物理 7.3机车启动模式导学案新人教版必修2

轻松解决机车启动问题知识点考纲要求题型分值机车启动问题会分析机车的两种启动方式中过程量的变化选择题计算题6~8分二、重难点提示恒定加速度启动过程中能达到的最大速度的分析。

机车的两种启动模型的分析1. 模型综述物体在牵引力（受功率和速度制约）作用下，从静止开始克服一定的阻力，加速度不变或变化，最终加速度等于零，速度达到最大值。

2. 模型特征（1）以恒定功率启动的方式动态过程：这一过程的速度—时间图象如图所示：（2）以恒定加速度启动的方式动态过程：这一过程的速度—时间图象如图所示：无论哪种启动方式，机车最终的最大速度都应满足：v m＝PF f，且以这个速度做匀速直线运动。

例题1汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则下列图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，判断正确的是（）A. 汽车的加速度—时间图象可用图乙描述B. 汽车的速度—时间图象可用图甲描述C. 汽车的加速度—时间图象可用图丁描述D. 汽车的速度—时间图象可用图丙描述思路分析：由于是以恒定的功率启动，由a＝fPFvm知，a逐渐变小至零，同时v逐渐变大至最大。

选项A、B正确。

答案：AB例题2 汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象如图所示，其中正确的是（）思路分析：汽车启动时，由P ＝Fv 和F －F f ＝ma 可知，匀加速启动过程，牵引力F 、加速度a 恒定不变，速度和功率均匀增大，当功率增大到额定功率后保持不变，牵引力逐渐减小到与阻力相等，加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大到最大速度，故A 、C 、D 正确。

答案：ACD例题3 如图所示，质量为M 的汽车通过不计质量的绳索拖着质量为m 的车厢（可视为质点）在水平地面上由静止开始做直线运动。

已知汽车和车厢与水平地面间的动摩擦因数均为μ，汽车和车厢之间的绳索与水平地面间的夹角为θ，汽车的额定功率为P 额，重力加速度为g ，不计空气阻力。

高中物理第七章机械能守恒定律微型专题5功率的计算机车的两种启动方式学案新人教版必修2[学习目标] 1.进一步掌握瞬时功率和平均功率的计算方法.2.能利用功率公式P ＝Fv和牛顿第二定律分析机车启动时加速度的变化和速度的变化.3.会计算机车运行的最大速度和匀加速运动的时间.一、功率的计算例1 (多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用.水平力F与时间t的关系如图1所示，力的方向保持不变，则( )图1A.3t0时刻，物体的速度为15F0t0mB.3t0时刻的瞬时功率为8F02t0mC.在t＝0到3t0这段时间内，水平力F的平均功率为8F02t03mD.在t＝0到3t0这段时间内，水平力F的平均功率为25F02t06m答案BC 解析0～2t0时间内，物体加速度a1＝，位移x1＝a1(2t0)2＝，2t0时刻的速度v1＝a1·2t0＝；2t0～3t0时间内，物体的加速度a2＝，位移x2＝v1t0＋a2t＝，3t0时刻的速度v2＝v1＋a2t0＝，所以3t0时刻的瞬时功率P＝2F0v2＝，选项A错误，B正确；0～3t0时间内的平均功率＝＝＝，选项C正确，D错误.【考点】功率的计算【题点】瞬时功率、平均功率的计算二、机车的两种启动方式1.P＝Fv三个量的制约关系：2.3.(1)机车的最大速度vm的求法，机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff，故vm＝＝.(2)匀加速启动持续时间的求法，牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度vm′＝，时间t＝.(3)瞬时加速度的求法，据F＝求出牵引力，则加速度a＝.例2 在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW，质量为10t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍(g取10m/s2)，求：(1)若汽车以不变的额定功率从静止启动，汽车的加速度如何变化？(2)当汽车的加速度为2m/s2时，速度为多大？(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小.答案(1)见解析(2)m/s (3)10 m/s解析(1)汽车以不变的额定功率从静止启动，v变大，由P＝Fv知，牵引力F减小，根据牛顿第二定律F－Ff＝ma知，汽车的加速度逐渐减小.(2)由F－Ff＝ma1①P＝Fv1②联立①②代入数据得：v1＝m/s(3)当汽车速度达到最大时，a2＝0，F2＝Ff，P＝P额，故vmax＝＝m/s＝10 m/s.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车水平启动问题例3 汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2.(1)汽车保持额定功率不变从静止启动后：①汽车所能达到的最大速度是多大？②当汽车的速度为6m/s时加速度为多大？(2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？答案(1)①12 m/s ②1 m/s2 (2)16 s解析汽车运动中所受的阻力Ff＝0.1mg＝0.1×5×103×10 N＝5×103 N(1)汽车保持额定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大.①此时汽车的牵引力F1＝Ff＝5×103 N则汽车的最大速度vm＝＝m/s＝12 m/s②当汽车的速度为6 m/s时牵引力F2＝＝ N＝1×104 N由牛顿第二定律得F2－Ff＝ma′a＝＝ m/s2＝1 m/s2(2)当汽车以恒定加速度0.5 m/s2匀加速运动时，设汽车的牵引力为F3，由牛顿第二定律得F3－Ff＝ma′即F3＝Ff＋ma′＝5×103 N＋5×103×0.5 N＝7.5×103 N汽车匀加速运动时，其功率逐渐增大，当功率增大到等于额定功率时，匀加速运动结束，此时汽车的速度v1＝＝m/s＝8 m/s则汽车匀加速运动的时间t＝＝ s＝16 s.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车水平启动问题分析机车启动问题，要注意几个关系(以水平路面行驶为例)：(1)抓住两个核心方程：牛顿第二定律方程F－Ff＝ma联系着力和加速度，P＝Fv 联系着力和速度.一般解题流程为：已知加速度a牵引力F速度v.(2)注意两个约束条件：若功率P一定，则牵引力F随速度v的变化而变化，若加速度a(即牵引力F)一定，则功率P随速度v的变化而变化.针对训练一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s 末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图象如图2所示.已知汽车的质量为m＝2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的倍，g取10m/s2，则( )图2A.汽车在前5s内的阻力为200NB.汽车在前5s内的牵引力为6×103NC.汽车的额定功率为40kWD.汽车的最大速度为20m/s答案B 解析汽车受到地面的阻力为车重的倍，则阻力Ff＝mg＝×2×103×10 N＝2 000 N，A错误；由题图知前5 s的加速度a＝＝2 m/s2，由牛顿第二定律知前5 s内的牵引力F＝Ff＋ma，得F＝(2 000＋2×103×2) N＝6×103 N，选项B正确；5 s末达到额定功率P额＝Fv5＝6×103×10 W＝6×104 W＝60 kW，最大速度vmax＝＝m/s＝30 m/s，选项C、D错误.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车水平启动问题1.(以恒定功率启动)质量为2t的汽车，发动机的额定功率为30kW，在水平公路上能以54 km/h的最大速度行驶，如果汽车保持额定功率不变从静止启动后，汽车速度为36 km/h时，汽车的加速度为( )B.1 m/s2A.0.5 m/s2D.2 m/s2C.1.5 m/s2答案A 解析当牵引力和阻力相等时，汽车的速度最大，最大速度为vm＝54 km/h＝15 m/s，由P＝Fvm＝Ffvm可得，阻力Ff＝＝N＝2000N速度为v＝36km/h＝10 m/s时汽车的牵引力为：F＝＝3000N由牛顿第二定律可得F－Ff＝ma，所以a＝＝m/s2＝0.5 m/s2，故选A.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车水平启动问题2.(功率的计算)(多选)质量为m的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.用水平力拉物体，运动一段时间后撤去此力，最终物体停止运动.物体运动的v－t图象如图3所示.下列说法正确的是( )图3A.水平拉力大小为F＝m v0t0B.物体在3t0时间内位移大小为v0t0C.在0～3t0时间内水平拉力做的功为mv02D.在0～3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为μmgv0答案BD 解析速度－时间图象的斜率表示加速度，则匀加速运动的加速度大小a1＝，匀减速运动的加速度大小a2＝，根据牛顿第二定律得：Ff＝ma2＝，则F－Ff＝ma1，解得：F＝，故A错误；根据图象与坐标轴围成的面积表示位移求出物体在3t0时间内位移大小为x＝v0·3t0＝v0t0，故B正确；0～t0时间内的位移x′＝v0t0，则0～3t0时间内水平拉力做的功W＝Fx′＝×v0t0＝mv02，故C错误；0～3t0时间内物体克服摩擦力做功W＝Ffx＝μmg×v0t0＝v0t0μmg，则在0～3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为＝＝＝μmgv0，故D正确.【考点】功率的计算【题点】平均功率的计算3.(汽车启动中的图象问题)(多选)汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则图4中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是( )图4A.汽车的加速度－时间图象可用图乙描述B.汽车的速度－时间图象可用图甲描述C.汽车的加速度－时间图象可用图丁描述D.汽车的速度－时间图象可用图丙描述答案AB 解析由于是以恒定的功率启动，由a＝知，a逐渐变小至零，同时v逐渐变大至最大，选项A、B正确.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车启动图象问题4.(汽车启动中的图象问题)(多选)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F0，t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，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).在下列选项中能正确反映汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t的变化规律的是( )答案AD 解析开始时汽车做匀速运动，则F0＝Ff.由P＝Fv可判断，P＝F0v0，v0＝，当汽车功率减小一半，即P′＝时，其牵引力为F′＝＝＜Ff，汽车开始做加速度不断减小的减速运动，F1＝＝，加速度大小为a＝＝－，由此可见，随着汽车速度v减小，其加速度a也减小，最终以v＝做匀速直线运动，故A正确；同理，可判断出汽车的牵引力由F1＝最终增加到F0，所以D正确.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车启动图象问题一、选择题考点一功率的计算1.钢球在足够深的槽中由静止开始下降，若槽中油对球的阻力正比于其速度，则球在下落的过程中阻力对球做功的功率大小随时间的变化关系最接近下列图象中的( )答案A 解析开始阶段，球速小，阻力也小，由P＝Fv知，功率就小.由于F＝kv，则P＝kv2，可见，阻力的功率随时间非线性增大.当重力与阻力相等时，球速不变，阻力的功率达到最大，故选项A正确.【考点】功率的计算【题点】瞬时功率的计算2.一个质量为m的木块静止在光滑水平面上，某时刻开始受到如图1所示的水平拉力的作用，下列说法正确的是( )图1A.4t0时刻木块的速度为3F0t0mB.4t0时刻水平拉力的瞬时功率为F02t0mC.0到4t0时间内，木块的位移大小为F0t02mD.0到4t0时间内，水平拉力做功为F02t022m答案D 解析0～2t0内的加速度a1＝，则2t0末的速度v1＝a1·2t0＝，匀减速运动的加速度大小a2＝，则4t0末的速度v2＝v1－a2·2t0＝－·2t0＝，则4t0时刻水平拉力的瞬时功率P＝F0v2＝，故A、B错误；0～2t0内的位移x1＝a1t12＝××4t02＝，2t0～4t0内的位移x2＝v1·2t0－a2·4t02＝，则0～4t0时间内的位移x＝x1＋x2＝，故C错误；0到4t0时间内，水平拉力做功W＝F0x1－x2＝，故D正确.【考点】功率的计算【题点】瞬时功率的计算考点二机车启动问题3.质量为m的汽车，其发动机额定功率为P.当它在倾角为θ的斜坡上向上行驶时，受到的阻力为车重力的k倍，则车在此斜坡上的最大速度为( )B.错误!A.D.错误!C.答案D 解析当汽车做匀速运动时速度最大，此时汽车的牵引力F＝mgsinθ＋kmg，由此可得vm＝，故选项D正确.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车斜面启动问题4.列车提速的一个关键技术问题是提高列车发动机的功率.已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即Ff＝kv2.设提速前速度为80km/h，提速后速度为120 km/h，则提速前与提速后列车发动机的功率之比为( )B.4A.9C.D.1681答案C解析当列车的速度为80km/h时，由于列车是匀速运动，牵引力和阻力相等，即F ＝Ff＝kv2，由P＝Fv可得，此时功率P1＝kv13，同理，当列车的速度为120km/h时，由P＝Fv可得，此时的功率P2＝kv23，所以提速前与提速后列车发动机的功率之比为＝＝3＝，所以选项C正确.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车水平启动问题5.(多选)如图2所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是( )图2A.0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B.t1～t2时间内汽车牵引力逐渐减小C.t1～t2时间内平均速度为(v1＋v2)D.在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小答案BD 解析由题图可知，0～t1时间内汽车做匀加速直线运动，牵引力恒定，由P＝Fv可知，汽车的功率均匀增大，A错误；t1～t2时间内汽车以额定功率行驶，速度逐渐增大，牵引力逐渐减小，B正确；因t1～t2时间内，ab图线与t轴所围面积大于ab 直线与t轴所围面积，故该过程中的平均速度大于(v1＋v2)，C错误；0～t1时间内，牵引力恒定，功率均匀增大，t1时刻以后牵引力逐渐减小，到t2时刻牵引力等于阻力，达到最小，而t1时刻达到额定功率后，功率保持不变，D正确.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车启动图象问题6.一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图3所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是( )图3答案A 解析在v－t图象中，图线的斜率代表汽车运动时的加速度，由牛顿第二定律可得，在0～t1时间内，－f＝ma，①当速度v不变时，加速度a为零，在v－t图象中为一条水平线；②当速度v变大时，加速度a变小，在v－t图象中为一条斜率逐渐减小的曲线，选项B、D错误.同理，在t1～t2时间内，－f＝ma，图象变化情况与0～t1时间内情况相似，由于汽车在运动过程中速度不会发生突变，故选项C错误，A正确.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车启动图象问题二、非选择题7.(功率的计算)如图4所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m ＝5×103k g的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02 m/s的匀速运动.取g＝10 m/s2，不计额外功.求：图4(1)起重机允许的最大输出功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2s末的输出功率.答案(1)5.1×104W (2)5s 2.04×104W 解析(1)设起重机允许的最大输出功率为P0，重物达到最大速度时拉力F0等于重力.P0＝F0vm，F0＝mg.代入数据得，P0＝5.1×104W.(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许的最大输出功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历的时间为t1，有：P0＝Fv1，F－mg＝ma，v1＝at1.代入数据得，t1＝5s.第2s末，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，v2＝at，P＝Fv2.得：P＝2.04×104W.【考点】机车启动问题的分析【题点】机车竖直启动问题。

§7.3功 率(二）班级__________ 姓名_________【自主学习】机车的两种启动方式1、机车以恒定功率启动的运动过程（1）由公式P=Fv 和F -F f =ma 知，由于P 恒定，随着v 的增大，F 必将减小，a 也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=F f ，a=0，这时v 达到最大值fm m m F P F P ==ν。

可见恒定功率的加速一定不是匀加速。

这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt 计算，不能用W=Fs 计算（因为F 为变力）。

（2）以恒定功率起动的运动过程是：变加速（a ↓）（a =0）匀速，在此过程中，F 牵、v 、a 的具体变化过程可采用如下示意图表示：所以汽车达到最大速度时a=0，F=f, P=Fv m =fv m. 这一启动过程的P-t 、ν-t 关系如图所示2.机车以恒定加速度启动的运动过程（1）由公式P=Fv 和F-F f =ma 知，由于F 恒定，所以a 恒定，汽车做匀加速运动，而随着v 的增大，P 将不断增大，直到P 达到额定功率P m ，功率不能再增大了。

这时匀加速运动结束，其最大速度为fm m m F P F P 〈=’ν,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。

可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。

这种加速过程发动机做的功只能用W=F ∙L 计算，不能用W=P ∙t 计算（因为P 为变值）。

（2）以恒定牵引力匀加速起动的运动过程是：匀加速⇒当功率增大到额定功率P m 后，变加速（a ↓） ⇒ （a =0）匀速。

各个量（牵引功率、牵引力、加速度、速度）的具体变化过程可采用如下示意图表示：这一启动过程的P-t 、ν-t 关系如图所示特别提示：图象中的V 0为机车以恒定加速度启动时，匀加速运动的末速度，但并非是加速过程的最大速度，因为此后还有一个变加速运动过程。

而V m 为机车一额定功率运动时所能达到的最大速度。

【典例探究】1、一汽车额定功率为P 额=100 kW ，质量为m=10×103 kg ，设阻力恒为车重的0.1倍，取g=10 m/s 2.(1)若汽车以额定功率启动，求所达到的最大速度v m ；(2)若汽车以a=0.5 m/s 2的加速度启动，求其匀加速运动的最长时间.【巩固练习】2、汽车以恒定功率P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是A.汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动B.汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动C.汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D.汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动3、飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率n v 匀速飞行时，发动机的功率为A.npB.2npC.n2pD.n3p4、如图所示是一学生骑车爬坡的情形．假如他骑车时的最大功率是1200W，车和学生的总质量为75kg，斜坡倾角为30°，运动过程中受到的摩擦阻力恒为60N，则此学生骑车上坡的最大速度是多少？假如他在水平路面上骑车，最大速度可达到多少？(g取10m/s2)5、(上海市高一七校联考)质量为2019kg的汽车在平直公路上行驶，所能达到的最大速度为20m/s，设汽车所受阻力为车重的0.2倍(即f＝0.2G)．如果汽车在运动的初始阶段是以2m/s2的加速度由静止开始作匀加速行驶，试求：(1)汽车的额定功率；“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼，从最初的门馆、私塾到晚清的学堂，“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。

班级： 组别： 组号： 姓名 ：学习目标1、理解额定功率与实际功率的定义。

2、机车启动的两种过程任务一 自主学习一、额定功率和实际功率1、额定功率：指动力机器___________时间_____________工作时的最____________输出功率.。

一个动力机器的额定功率是一定的。

2、实际功率：机器工作时实际输出的功率。

实际功率应_________于或________于额定功率，绝不能长时间___________于额定功率，否则会损坏机器二、功率与速度根据功的公式，推导出功率与速度的关系式任务二 合作探究一．汽车等交通工具启动：由静止（即将动）到刚达到匀速。

在启动和行驶过程中，有一些任一时刻都适用的表达式：P= ， a= 。

启动有两种理想化的模式：设想路面水平，阻力恒定。

○1、恒定功率启动：试着分析一下此过程中速度、功率、牵引力、加速度 的变化情况，并大致画出速度-时间图象。

○2、恒定加速度启动：试着分析一下此过程中速度、功率、牵引力、加速度的变化情况，并大致画出速度-时间图象。

［例1］某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,如果行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少? (汽车的功率就是汽车牵引力的功率)例2：汽车发动机的额定功率为60KW ，汽车的质量为kg 3105 ，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1v 0.5vv 0.5vv 0.5vv 0.5v 倍，求：（1） 汽车保持额定功率，从静止启动后能达到的最大速度是多少？（2） 汽车从静止开始，保持2/5.0s m 的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？目标检测1．火车在水平轨道上做匀加速直线运动、中，若阻力不变，则牵引力F 和F 的瞬时功率P 的变化情况是 ( )A ．F 不变，P 变大B ．F 变小，P 不变C ．F 变大，P 变大D ．F 、P 都不变2汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P ．快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下列四个图象中，哪个正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（ ）3、汽车质量为5×103kg ，额定功率为30kW 。

高中物理第七章机械能守恒定律 7.3 功率（2）导学案新人教版必修27、3功率（2）【课程标准】理解功率【课标分解】1、通过习题进一步理解功率的有关概念，能运用功率的公式P=W/t和P=Fv进行有关计算。

2、通过情景分析理解机车启动的两种方式，并能够进行相关的计算【教学过程】1、以恒定的功率启动2、、以恒定的加速度或牵引力启动【典型例题】1、汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5、0103 kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0、1倍，试求：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？2、汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5、0103 kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0、1倍，试求：若汽车从静止开始，以0、5 m/s2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？所以达到的最大速度？3、质量的汽车，在平直路面上行驶时，其发动机的功率和所受的阻力都不变。

已知汽车速度时，其加速度；速度时，其加速度，求：（1）汽车发动机的功率。

（2）汽车可能达到的最大速率。

【反馈练习】1、关于功率公式和的说法正确的是（）A、由知，只要知道W和t就可以求出任意时刻的功率B、由只能求某一时刻的瞬时功率C、由知骑车的功率与它的速度成正比D、从知当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比2、汽车上坡的时候，司机必须换档，其目的是（）A、减小速度，得到较小的牵引力B、增大速度，得到较小的牵引力C、减小速度，得到较大的牵引力D、增大速度，得到较大的牵引力3、飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比。

若飞机以速率V匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率nV匀速飞行时，发动机的功率为：（）Ａ、nP Ｂ、2nP Ｃ、n2P Ｄ、n3P。

4、雨滴在空中运动时，受到空气阻力与其速度的平方成正比。

若两个雨滴从空中落下，其质量分别为、，落至地面前均已做匀速直线运动，求两雨滴落地时重力的功率之比----------------------。

第八章机械能守恒定律专题10：机车的启动问题题型1恒定功率启动1.(2021江苏常州二中期中)一辆载货卡车正在一段坡路上以速度v1匀速行驶，卡车受到来自地面的阻力大小为f1。

上坡过程中，突然天降大雨，地面的阻力大小减小为f2，卡车功率保持不变，最后以速度v2保持匀速，则下列说法正确的是()A.图甲为卡车的速度-时间图像B.图乙为卡车的速度-时间图像C.卡车先后匀速运动的速度大小之比为v1∶v2=f2∶f1D.卡车在变速运动阶段的平均速度小于v1+v222.(2022湖南长沙长郡中学期中)质量为800 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数1的关系如图所示，已知图线斜率k的数值大小为500，则()vA.赛车的速度随时间均匀增大B.赛车的加速度随时间均匀增大C.赛车运动时发动机输出功率为40 kWD.图中b点取值应为0.008 s·m-1，其对应的物理意义是赛车的最大速度为450 km/h题型2恒定加速度启动3.(2022江苏泰州中学期中)质量为m的汽车，沿足够长、倾角为θ的斜坡下坡，由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过t1时间，汽车的功率达到额定功率P0。

此后汽车以额定功率沿斜坡行驶时间t 2，速度达到最大，设汽车在斜坡上运动过程受到的阻力大小保持不变，重力加速度为g ，求：(1)汽车在匀加速运动阶段受到的牵引力大小F 和阻力大小f ；(2)汽车从静止到速度达到最大过程中牵引力做的功；(3)汽车运动的最大速度v m 。

答案全解全析1.A 设卡车的质量为m ，路面倾角为θ，开始匀速上坡时，牵引力F 1=f 1+mg sin θ=Pv 1；阻力大小减小后，卡车加速，功率保持不变，牵引力因车速增大而减小，合力减小，故卡车先做加速度减小的加速运动；当牵引力为F 2=f 2+mg sin θ=Pv 2时，再次做匀速运动，A 正确，B 错误。

卡车先后匀速运动的速度大小之比为v 1∶v 2=(f 2+mg sin θ)∶(f 1+mg sin θ)，C 错误。

课题§7.3 功率（汽车启动）总第22课时制作人审核人物理组使用时间
课前预习案
1.功率的两个表达式是什么？各适用于什么情况？
课中探究案
三、汽车恒功率启动
物理情景：某汽车质量为m，以额定功率P启动，前进过程中阻力恒为f。

最后汽车以速度v做匀速直线运动，试分析汽车速度、牵引力、加速度的变化。

①动态过程：
②这一过程的速度—时间图象③这一过程的功率-时间图像
例1.汽车发动机的额定功率为60kw，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，问：汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少? 当汽车的速度为10m/s时，汽车的加速度是多少？
四、汽车恒加速度启动
物理情景：某汽车质量为m，额定功率为P，前进过程中阻力恒为f，启动时以恒定的加速度a启动。

最后汽车以速度v做匀速直线运动，试分析汽车的牵引力、速度、实际功率的变化。

①动态过程
②这一过程的速度—时间图象③这一过程的功率-时间图像
例2．汽车发动机的额定功率为60kw，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力。

班级： 组别： 组号： 姓名 ：学习目标1、理解功率的定义。

2、tW P =，Fv P =的运用 任务一 自主学习思考与讨论起重机甲在30s 内把1吨的货物匀速提高了10m 。

另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提高了5m 。

1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？2、这两个起重机做功的快慢有什么关系？3、你是怎么比较它们做功快慢的？一台起重机甲在60s 内把1吨的货物匀速提到预定的高度。

另一台起重机乙在30s 内把1吨的货物匀速提到相同的高度。

1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？2、这两个起重机做功的快慢有什么关系？3、你是怎么比较它们做功快慢的？一、功率1、定义：功跟完成这些功 _______________的比值叫做功率。

2、意义：功率是表示做功______________的物理量。

矢量？标量？3、定义式：P ＝__________。

能否说P 与t 成反比？为什么？4、SI 单位：_______，符号：_____ 。

还有哪些单位？它们与SI 单位的关系如何？［问题探究］：功率的定义式与哪些物理量相似呢？单位W 、J 、s 关系如何？二、额定功率和实际功率1、额定功率：指动力机器___________时间_____________工作时的最____________输出功率.。

一个动力机器的额定功率是一定的。

2、实际功率：机器工作时实际输出的功率。

实际功率应_________于或________于额定功率，绝不能长时间___________于额定功率，否则会损坏机器.三、平均功率和瞬时功率1、平均功率：表示力在_____________做功的平均快慢。

平均功率对应一个______________。

2、瞬时功率：表示力在________做功的快慢。

瞬时功率对应一个__________。

推导功率的另一种表达式:任务二 合作探究探究一:根据公式P=Fv：（1）当输出功率P一定时，牵引力F和速度v之间有什么关系？（2）当牵引力F一定时，功率P和速度v之间有什么关系？（3）当速度v一定时，牵引力F和功率P之间关系如何？根据功率与速度的关系式，说明发动机功率一定时，汽车在上坡时，司机应怎么样操作？根据功率与速度的关系式，说明高速火车汽车需要大功率发动机的原因。

高中物理《7.3功率》导学案新人教版必修27、3 功率》导学案班级姓名【学习目标】1、理解功率的概念，知道额定功率和实际功率的区别2、理解公式、P=Fv的意义,能用来解释现象和进行计算【学习重点、难点】理解公式、P=Fv的意义,能用来解释现象和进行计算【学习过程】（1）自主学习1、初中学过功率的知识：什么是功率？表达式：单位：1KW＝ W例：一架起重机在5min内把60000N的重物匀速举高25m，它的功率是多少kw？2、额定功率与实际功率额定功率：实际功率：额定功率与实际功率的关系：3、推导功率表达式：将功的公式代入功率公式：功率没有方向，是量；功率只表示做功的快慢，没有负值。

4、功率与速度功率与速度之间具有怎么样的关系？（2）合作探究例题1：歼10是我国自行研发的先进战斗机。

若已知发动机用1105牛顿的推力能使战斗机以2倍声速（设声速v=340m/s）飞行，请问10s内发动机对飞机做的功多大？功率多大？例2：某型号汽车发动机的额定功率为60kw，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度？在同样的阻力下，如果行驶的速度只有54km/h，发动机输出的实际功率是多少？（3）当堂训练1、关于力对物体做功的功率，下列说法正确的有（）A、力对物体做功越多，功率越大；B、力对物体做功的时间越短，功率越大；C、力对物体做功少，功率可能大；D、功率是表示物体做功快慢的物理量。

2、对功率公式P＝Fv的说法中正确的有（）A、只能求某一时刻的功率；B、由公式可知，汽车的功率与它的速度成正比；C、由公式可知，汽车上坡时应该减速或者加油门；D、此式只能用于汽车；3、设汽车行驶时所受的阻力与速率成正比，如果汽车以速率v匀速行驶时发动机的功率为P，那么当它以2v的速率匀速行驶时，它的功率为（）A、PB、2PC、4PD、8P4、汽车在平直的公路上由静止开始做匀加速直线运动,发动机的牵引力恒定为1000N,其加速度为0、5m/s2,则在最初2秒内发动机的平均功率为多少?2s末的瞬时功率是多少？5、机车以恒定的功率P从静止出发沿直线运动，经过时间t 后速度达到最大值vmax，位移为s，机车的质量为Ｍ，求合力对机车所做的功。

高中物理必修二7-3机车的启动<i>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。

</i><i>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。

</i>一.机车以恒定功率启动F F a=牵fmF牵=F牵减小当F牵=F阻a=0PeV V继续增大a减小VVmV max =PP Fe f匀速直线运动Ft加tt加tOt加V<i>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。

</i>二.机车以恒定加速度启动a恒定F牵=Ff+ma Ff恒定a0,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a0 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 fF牵a<i>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。

</i>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e3.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 12 2 Pe t F f S 2 = 2 mV 2 2 mV 1<i>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。