机车启动教学设计_机车启动教案

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机车启动的问题

教学目标：

1．会分析机车恒定功率和恒定加速度启动过程中，牵引力、速度和加速度的变化情况。

2． 明确机车启动的运动过程，分为几个阶段，各个阶段力与运动的关系。

3．寻找、领会并掌握机车启动问题的解题策略。

重点：

机车启动过程中牵引力、速度，加速度和功率的变化情况及相互制约的关系，注意不同运动过程的衔接点满足的条件。

难点

1.对两种启动方式的v-t图分析

2.学会将牛顿第二定律及功率方程融入机车问题

[教学方法] 利用多媒体、引导分析法、教学推理、讲授法 [教学过程] ◆ 相关知识：

(1)通常我们所说的机车的功率或发动机的功率，实际是指其牵引力的功率，不．是合力的功率。．．．．．．(2)对机车等交通工具运行问题，应明确pFv中，P为发动机的实际功率，F为发动机的牵引力，v为机车的瞬时速度。机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率。

一.机车启动中有关力与加速度的问题 1.常见模型：水平面，斜面

2.核心公式：PFv，F合=Ffma

问题1：汽车在水平面加速行驶，车子受力情况如何？加速度多大？ 易错：汽车的牵引力(Fv)与汽车受到的合外力(F合=F-f)问题2：汽车达到最大速度的条件（临界）:F牵=f阻, vmaxpe

fp问题3：汽车沿斜面向上加速行驶，车子受力情况如何？加速度多大？（强调：重力沿斜面向下的分力也是阻力）

目的：加强掌握汽车行驶中的受力分析及加速度的求解

二、两种机车启动类型 类型一：恒定功率启动

特点：1.功率P不变（强调：P实和P额的关系）

2.a减小的加速直线运动（分析：V增大，F3.F牵=f，a=0，汽车速度达到最大 过程： 阶段1：a减小的加速直线运动

阶段2：匀速直线运动阶段(F=f，a=0，v达到最大值vmax类型二.恒定加速度（牵引力）启动

特点：流程一

1.功率P=FV=F（at）均匀增加到P额（强调：P实和P额的关系）2.a（牵引力F）不变的匀加速运动（F-f=ma或F= f+ma不变）3.匀加速阶段的最大速度vpeFPe

fmape减小，aFf或F合减小）vmpe f强调：匀加速阶段的最大速度与汽车最终速度vmax不同

流程二：恒定功率启动(重复流程一)过程： 阶段1：匀加速直线运动（a不变，F牵不变，P实均匀增加）阶段2：a减小的加速直线运动（P实=P额）

阶段3：匀速直线运动阶段(F=f，a=0，v达到最大值vmaxpe

f

三、例题精讲：

例题1：质量为m=5×103kg的汽车在水平路面上行驶，阻力是车重的0.1倍，让汽车保持额定功率P0=60kw由静止开始启动，请回答以下问题：

（1）经过时间t=1s，速度为v1=4m/s,求此时的加速度a1=?（2）当汽车的加速度为a2=1m/s2时，求汽车的速度v2=?（3）求汽车所能达到的最大速度vm=? 目的：掌握额定功率启动问题的相关计算。

例题２：额定功率为80kW的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达20m/s,汽车质量为2×103kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达2m/s2。设运动过程中阻力大小不变，试求：

（1）汽车运动时所受阻力f；

（2）汽车匀加速运动过程可持续的时间t；

（3）汽车启动后，发电机在第三秒末的瞬时功率P；

（4）汽车在做匀加速直线运动过程中，发动机所做的功W． 目的：掌握匀加速启动问题的相关计算。四．练习

列车在恒定功率机车的牵引下，从车站出发行驶5分钟，速度达到20m/s，那么在这段时间内，列车行驶的路

（）

A.一定小于3km

B.一定等于3km C.一定大于3km

D.不能确定

五.课堂小结

两种起动方式的比较：

不同点：以恒定功率起动只有一个变加速阶段，起动过程短，但容易损坏发动机 以恒定牵引力起动有两个加速阶段，起动过程长，但起动平稳有利于保护发动机相同点：

无论哪种方式起动，汽车所能达到的最大速度相同，达到最大速度的条件相同，都是当a=0时取得。

六.布置作业

1、汽车发动机的额定功率为P=60kW，若其总质量为m=5t，在水平路面上行驶时，所受的阻力恒为



3N，求： f 510（1）汽车所能达到的最大速度vm．

（2）若汽车以 a

m /  0.5s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

2、质量为m的汽车由静止开始以恒定的功率P爬坡（足够长），斜坡的倾斜角为θ，汽车受到的摩擦阻力恒定为f，求汽车所能达到的最大速度vm=?

七.板书设计