《專題強化 功的計算 機車的兩種啟動方式》機械能守恒定律PPT優秀課件
第一部分內容：學習目標
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.進一步掌握瞬時功率和平均功率的計算方法.
3.會分析機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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功的計算機車的兩種啟動方式PPT，第二部分內容：01探究重點 提升素養
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)將變力做功轉化為恒力做功.
當力的大小不變，而方向始終與運動方向相同或相反時，這類力的功等于力和路程的乘積.
(2)當變力做功的功率P一定時，如機車恒定功率啟動，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的平均力求功，如將勁度系數為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的兩個半圓構成.如圖2所示，現用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點拉至B點，若拉力F的方向時時刻刻與小球運動方向一致，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內物體的位移大小為20 m
B.0～6 s內拉力做功為100 J
C.滑動摩擦力的大小為5 N
D.0～6 s內滑動摩擦力做功為－50 J
二、機車的兩種啟動方式
例3 在水平路面上運動的汽車的額定功率為100 kW，質量為10 t，設阻力恒定，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)當汽車的加速度為2 m/s2時，速度為多大？
(3)汽車在運動過程中所能達到的最大速度的大小是多少？
例4 (2019·山西大學附中高一下學期期中)汽車發動機的額定功率為60 kW，汽車的質量為4噸，當它行駛在坡度為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：(結果均保留三位有效數字)
(1)汽車所能達到的最大速度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動，則此過程能維持多長時間；
(3)當汽車從靜止開始以0.6 m/s2的加速度勻加速行駛的速度達到最大值的過程中，汽車做功為多少.
方法總結
機車啟動問題中幾個物理量的求法
分析機車啟動問題，要抓住兩個核心方程：牛頓第二定律方程F－Ff＝ma聯系著力和加速度，P＝Fv聯系著力和速度.
(1)機車的最大速度vm的求法.機車最終勻速前進時速度最大，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F＝Pv求出牽引力，則加速度a＝F－Ffm.
例5 (2018·鶴壁市高一下學期期末)汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發動機功率為P0.快進入鬧市區時司機減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續行駛.下列四個圖像中，哪個正確表示了從司機減小油門開始，汽車的速度與時間的關系圖像
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功的計算機車的兩種啟動方式PPT，第三部分內容：02隨堂演練 逐點落實
1.(功的計算)一個物體在粗糙的水平面上運動，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，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·宜昌一中高一下學期期末)質量為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動
3.(機車啟動中的圖像問題)(多選)(2018·運城市河東一中期末)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行駛，經過時間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內做勻加速直線運動，5 s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其v－t圖像如圖5所示.已知汽車的質量為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內受到的阻力為200 N
B.前5 s內的牽引力為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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