机车的两种启动方式
[学习目标]会分析两种机车启动方式中各物理量的变化并能进行相关计算．
一、以恒定功率启动
导学探究
一汽车在水平路面上以恒定功率P从静止开始加速运动，运动过程中受到的阻力大小为F：f
(1)机车功率指的是合力做功的功率(总功率)还是牵引力做功的功率？
(2)汽车在启动过程中速度v、加速度a怎么变化？汽车的最大速度是多大？
(3)试在图中定性画出此过程中的v－t图像．
例1在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW，质量为10t，设阻力大小恒定，且为
2
车重力的0.1倍(g取10m/s)，汽车以不变的额定功率从静止启动，则：
(1)汽车的加速度如何变化？
2
(2)当汽车的加速度为2m/s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是多少？
二、以恒定的加速度(牵引力)启动
导学探究
若一汽车在水平路面上以恒定加速度开始启动，额定功率为P额，运动过程中受到的阻力大
小为F.f
(1)汽车匀加速运动过程中，牵引力如何变化？汽车的实际功率如何变化？
(2)当汽车的实际功率达到额定功率P额时，汽车的速度是多大？此时汽车的速度是否为最大
速度？之后功率将如何变化？
(3)分析整个运动过程并画出汽车运动的－t图像．
v
(4)画出整个过程中汽车运动的P－t图像．
(5)求出整个过程中汽车的最大速度．
例2在水平路面上运动的汽车的额定功率为60kW，若其总质量为5t，在水平路面上所受
3
到的阻力大小恒为5×10N，求：
(1)汽车所能达到的最大速度的大小；
2
(2)若汽车以0.5m/s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的时间；
(3)若汽车以额定功率启动，则汽车的车速为＝2m/s时的加速度多大；
v1
(4)若汽车以v＝6m/s的速度匀速行驶，汽车的实际功率多大．
2
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
3
定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图像如图所示．已知汽车的质量为m＝2×10kg，
1
2
汽车受到的阻力大小恒为车重力的，g取10m/s，则()
10
A．汽车在前5s内受到的阻力大小为200N
3
B．前5s内的牵引力大小为6×10N
C．汽车的额定功率为40kW
D．汽车的最大速度为20m/s
机车启动问题中几个物理量的求法
分析机车启动问题，要抓住两个核心方程：牛顿第二定律方程F－F＝ma联系着力和加速度，f
P＝F联系着力和速度．结合－t图像进行分析．
vv
(1)机车的最大速度v的求法．
m
PP
机车最终匀速前进时速度最大，此时牵引力F大小等于阻力大小F，故＝＝.
fvm
FFf
(2)匀加速启动持续时间的求法．
P