机车的两种启动方式分析_机车的启动的两种方式

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机车两种启动方式分析

正确分析汽车启动问题，关键抓住三点：

1、正确分析物理过程。

2、抓住两个基本公式：

（1）功率公式：PFv，其中P是汽车的功率，F是汽车的牵引力，F v是汽车的速度。

（2）牛顿第二定律：Ffma，如图1所示。

图

3、正确分析启动过程中P、F、f、v、a的变化抓住不变量、变化量及变化关系。

以恒定功率启动

汽车从静止开始，保持牵引力的功率不变，假设在运动过程中汽车所受的阻力F′也不变；随速度

v的增大，牵引力会减小，加速度减小；当F＝F′时，加速度a＝0，此时速度最大，且；以后以速度做匀速直线运动，其过程可由下面的框图表示：

以恒定加速度启动 由知，保持a不变，则牵引力F也不变，而由P＝Fv知，随着速度v的增大，机车的功率增大，但任何机械的功率都是有限的，故机车的功率达到额定功率后将保持不变，以后速度虽继续

增大，但并非做匀加速直线运动，因为F会变小，当F＝F′时，机车就以做匀速直线运动。

由以上分析可知，车能保持加速度恒定运动一段时间，以后加速度将减小直至为零，其过程可由下面的框图表示：

注意：当机车以恒定的加速度启动时，机车做匀加速直线运动的最大速度

于机车的最大速度。，要小

5例：一列火车总质量m＝500 t，机车发动机的额定功率P＝6×10 W，在轨道上行驶时，轨道对列车

2的阻力F阻是车重的0.01倍，g取10 m/s，求：

(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度；

【解析】(1)列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，F＝F阻＝kmg时列车的加速度为零，速度

达最大vm

PPP则：vm＝＝12 m/s.FF阻kmg

(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度为v1＝1 m/s和v2＝10 m/s时，列车的瞬时加速度a1、a2各是多少；

【解析】 当v

PF1＝6×105 N v1

据牛顿第二定律得：a1＝F1－F阻2＝1.1 m/s m

P4当v＝v2＝10 m/s时，F2＝＝6×10 N v2

据牛顿第二定律得：a2＝F2－F阻＝0.02 m/s2.m

(3)在水平轨道上以36 km/h速度匀速行驶时，发动机的实际功率P′；

【解析】(3)当v＝36 km/h＝10 m/s时，列车匀速运动，则发动机的实际功率P′＝F阻v＝5×105 W.(4)若火车从静止开始，保持0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间．

【解析】(4)据牛顿第二定律得牵引力F′＝F阻＋ma＝3×105 N

在此过程中，速度增大，发动机功率增大．当功率为额定功率时速度大小为v′m，即v′m＝

据v′m＝at，得t＝

v′m＝4 s.aP＝2 m/s F′