《机车启动问题分析》课件.pptx

《机车启动问题分析》;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;;要点提示小亮的观点正确。因为摩擦力不是恒力,不能再用公式W=Fl求解。将物体运动一周分为无穷多份,每一份可以看作直线运动,摩擦力的大小不变化,所以W=-Ff(Δx1+Δx2+Δx3+…),所以有W=-μmg·2πl=-2πμmgl。;知识归纳;(3)微元法:当力的大小不变,力的方向时刻与速度同向(或反向)时,把物体的运动过程分为很多小段,这样每一小段可以看成直线,先求力在每一小段上做的功,再求和即可。例如,滑动摩擦力、空气阻力总与物体相对运动的方向相反,可把运动过程细分,其中每一小段都是恒力做功,整个运动过程中所做的总功是各个阶段所做功的和,即力与路程的乘积。;2.图像法

(1)若作用在物体上的力只是大小变化,而方向始终与位移在同一直线上,外力做功不能用矩形表示,不过可以将位移划分为等距的小段。当每一小段足够小时,力的变化很小,就可以认为是恒定的,该段内所做功的大小即为此小段对应的小矩形的面积,整个过程外力做功的大小就等于所有小矩形面积之和,如图甲所示。;(2)如图乙所示,l轴上方的“面积”表示力对物体做正功的多少,用正数表示,l轴下方的“面积”表示力对物体做负功的多少,用负数表示。总功为上、下两“面积”的代数和。;迁移应用;解析在拉弹簧的过程中,拉力的大小始终等于弹簧弹力的大小,根据胡克定律可知,拉力与拉力的作用点的位移x(等于弹簧的伸长量)成正比,即F=kx。

由题图可知△AOx1的面积在数值上等于把弹簧拉伸x1的过程中拉力所做的功,;答案C;变式训练2一个物体所受的力F随位移l变化的图像如图所示,在这一过程中,力F对物体做的功为()

A.3J

B.6J

C.7J

D.8J;答案B;;要点提示(1)滑动摩擦力对A做的功为Ff(x-l),对B做的功为-Ffx,这两个摩擦力做功的总和为-Ffl。(2)静摩擦力对A做的功为Ffx,对B做的功为-Ffx,这两个摩擦力做功的总和为0。;知识归纳;图示;不做功;(2)一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止,即两个物体的对地位移相同,由W=Flcosα可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零。

(3)一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动,即两个物体的对地位移不相同,由W=Flcosα可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零。;(4)摩擦力做功计算时要注意过程中位移的方向是否改变。

物体在粗糙水平面上做单方向的直线运动时,路程与位移大小相等,此时摩擦力做功W=-Ffl(l指位移,Ff指摩擦力)。

物体在粗糙水平面上做往复运动或曲线运动时,路程与位移大小不相等,此时摩擦力做功W=-Ffs(s指路程,Ff指摩擦力)。;迁移应用;答案-μmg(l+x)μmgx-μmgl

解析由题图可知,木板的位移为lM=x时,滑块的位移为lm=l+x,滑块与木板之间的滑动摩擦力Ff=μmg。由公式W=Flcosα可得,摩擦力对滑块所做的功为W1=μmglmcos180°=-μmg(l+x),负号表示做负功。摩擦力对木板所做的功为W2=μmglM=μmgx。这对滑动摩擦力做的总功W=W1+W2=-μmg(l+x)

+μmgx=-μmgl。;变式训练3如图所示,A、B两物体叠放在一起,A被不可伸长的细绳水平系于左墙上,B在拉力F作用下,向右匀速运动,在此过程中,A、B间的摩擦力做功情况是()

A.对A、B都做负功

B.对A、B都不做功

C.对A不做功,对B做负功

D.对A做正功,对B做负功;答案C

解析B对A的摩擦力向右,由于A没有移动,则摩擦力对A不做功;A对B的摩擦力向左,而B向右匀速运动,两者方向相反,则摩擦力对B做负功。故A、B、D错误,C正确。;;知识归纳;(2)运动过程的v-t关系图像如图所示;2.机车以恒定加速度启动

(1)运动过程分析;(2)运动过程的v-t关系图像如图所示;3.机车启动过程中几个物理量的求法

(1)机车的最大速度vmax的求法:达到最大速度时,a=0,即牵引力F等于阻力F阻,;画龙点睛1.在P=Fv中因为P为机车牵引力的功率,所以对应的F是牵引力,并非合力。;迁移应用;答案(1)10m/s(2)13.3s(3)3.3m/s;易错提醒机车以恒定加速度启动时,匀加速结束时的速度并没有达到最终匀速运动的速度vmax。;变式训练4货车发动机的额定功率为60kW,货车的质量为4t,当它行驶在坡度为α(sinα=0.02)的长直公路上时,如图所示,所受摩擦力为车重力的(g取10m/s