高中物理汽车启动问题,机车启动的两种物理模型图像

  • 高中物理
  • 2025-12-16

高中物理汽车启动问题?例2:根据汽车在测试过程中的数据和阻力与速度的关系,求汽车的加速过程加速度、最大速度以及电动汽车在平直公路上以最大速度行驶一定距离时所消耗电能的费用,并结合题目谈谈对电动汽车的看法。综上所述,机车启动问题是一个涉及多个物理量关系的复杂问题。通过仔细分析P-t图和v-t图以及过程与性质,可以清晰地理解机车启动的两种主要方式及其特点。同时,那么,高中物理汽车启动问题?一起来了解一下吧。

恒定加速度启动图像

最大功率启动的情况。设阻力f是常数

F-f=ma

P-fv=Fv-fv=mvdv/dt

dt=mvdv/(P-fv)=(m/f)(V/(V-v)-1)dv

[V=P/f]

为方便,做如下变换

v/V-->v,ft/mV-->t

上式变为

-dt=vdv/(v-1)

-t+C1=v+ln|v-1|

|v-1|=Cexp(-t-v)

v=1(+或-)

Cexp(-t-v)

因为初始条件t=0,v=0,得到

(+或-)C=-1

所以

v=1-exp(-t-v)

从上式解出v是不可能的,但可以看出v的最大值是P/f,而牵引力就是f.

另一种

因为开始是恒定加速度,设为A。速度就是At。功率最大时有FAt=(mA+f)At=P。t=P/((mA+f)A),这时速度v=P/(mA+f)

利用变换

v/V-->v,ft/mV-->t得到

恒定加速度时

v=ht

[h=mA/f]

功率最大时

t=1/(h(h+1))

v=1/(h+1)

然后和前一种情况一样

v=1(+或-)

Cexp(-t-v)

只是初始条件改为功率最大时的时间和速度。

(+或-)C=(v-1)exp(t+v)=-hexp(1/h)/(h+1)

v=1-hexp(1/h-t-v)/(h+1)

机车启动的两种物理模型图像

牵引力增大,速度必然要减小。

这么想,假设发动机转一转车轮也跟着转一转的速度是最快的,那么车轮子转一转是要推着车子走是要“做功”的,也就是车轮转一转做的功与发动机转一转做的功相等,而要增大牵引力,就只有加大发动机功率。如果我们使发动机转两转车轮转一转,这样在发动机转速一定的情况下必然使速度慢一半,可发动机却省了一半的力,也就是同样的发动机同样的转速使牵引力增加了一倍。

静止只是一瞬间的,一个点时间,过去后速度不就开始增大了

机车启动问题八个图像

高中物理《机车启动问题的分析方法》

机车启动问题是高中物理中的一个重要知识点,它涉及到功率、速度、加速度和牵引力等多个物理量的关系。下面将详细分析机车启动问题的两种主要方式:以恒定功率启动和以恒定加速度启动,并给出相关的分析方法。

一、以恒定功率启动

P-t图和v-t图分析

P-t图:表示功率随时间的变化关系。在恒定功率启动下,功率P保持不变。

v-t图:表示速度随时间的变化关系。初始阶段,速度v较小,牵引力F较大(因为F=P/v),加速度a较大,机车做加速度减小的加速直线运动。随着速度的增加,牵引力逐渐减小,加速度也逐渐减小。当牵引力减小到等于阻力时,加速度变为零,机车开始做匀速直线运动。

过程与性质分析

OA段:加速度减小的加速直线运动。速度v变大,牵引力F=P/v变小,加速度a=(F-F阻)/m变小。

AB段:匀速直线运动。当牵引力F等于阻力F阻时,加速度a为零,机车以最大速度vm=P/F阻做匀速直线运动。

二、以恒定加速度启动

P-t图和v-t图分析

P-t图:表示功率随时间的变化关系。

物理中汽车启动两种方式

这是一道很经典的高一物理下半学期"功率"这一章的机车启动问题,下面是我做这道题的详细步骤,希望能给你一些帮助。

解:

根据P=FV和F-f=ma可知:当机车功率达到额定功率时,机车做匀速直线运动,所以此时阻力=F(牵引力),故:

(1)f=F=P额/V最大=80000/20=4000N所以,阻力为4000牛。

(2)由V=at可知3s末的瞬时速度为V′=2×3=6m/s

F′=f+ma=4000+2000×2=8000N

∴P′=FV′=8000×6=48000W∴3s末的功率为48000W。

(3)这题还有一个隐藏条件:机车是以恒定的加速的启动的。∴

该运动情况为:开始做初速为零的匀加速直线运动,当P=P额时,匀加速运动结束,接下来作a减小的加速运动,当a=0时,即F=阻力时,V达到最大,最后以Vmas做匀速直线运动。

所以 可解:

V〃=P额/F′=80000/8000=10m/s,t=V〃/a=10/2=5s

∴做均加速运动时间为5秒。

(4)该问最好用“动能定理”来解

动能定理即“∑W=△Ek”(其中∑W表示合外力做的功,△Ek表示动能之差)

经受力分析得:∑W=W牵引力

∴W牵引力=△Ek=1/2 ×mV²=1/2×2000×20²=400000J

∴牵引力做的功为400000J。

高中物理汽车启动的两种方式

(1)速度最大时的加速度为0,合力为0,牵引力等于阻力f=F,匀速运动的速度就是最大速度。

所以有P=FVm=fVm

vm=p/f=100000/0.1*10000*10=10m/s

(2)(这一问的二个加速度给的不合理,)现在只用后一个计算:

F-f=ma

F=f+ma=10000+10000*2=30000N

并设此时是以额定功率启动,则

P=FV

V=P/F=100000/30000=3.3M/S

请你再核实一下第二问,有什么问题可以追问 。

以上就是高中物理汽车启动问题的全部内容,匀加速过程持续的时间t = vt / a = 16 s。(2) 汽车匀加速直线运动过程中实际功率随时间变化的关系 答案:汽车在匀加速直线运动过程中的实际功率与时间的关系是Pt = m(μg + a)at。解析:在匀加速直线运动过程中,牵引力F保持不变。汽车的速度v随时间t线性增加,即v = at。因此,内容来源于互联网,信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。

猜你喜欢