機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式

1、機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式通常講機(jī)車的功率是指機(jī)車的牽引力的功率，P＝Fv恒成立，與阻力f無(wú)關(guān)，與P是否為額定功率無(wú)關(guān)，與機(jī)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。機(jī)車可通過(guò)油門控制功率，可通過(guò)換檔調(diào)整速度從而改變牽引力。機(jī)車起動(dòng)通常有兩種方式，下面把這兩種啟動(dòng)方式的規(guī)律總結(jié)如下：一、機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程1、機(jī)車以恒定的功率P啟動(dòng)后，若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力不變，由于牽引力F＝P／v，根據(jù)牛頓第二定律：F－f＝ma即P／v－f＝ma所以：當(dāng)速

2、度v增大時(shí)，加速度a減小。當(dāng)加速度a＝0時(shí)，機(jī)車的速度達(dá)到最大，此時(shí)有：。以后，機(jī)車已vm做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2、這一過(guò)程，F(xiàn)、v、a的變化也可表示為：3、用v－t圖，這一過(guò)程可表示為右下圖：最大速度之前是一段曲線。4、以恒定功率啟動(dòng)的特點(diǎn)：（1）汽車在啟動(dòng)過(guò)程中先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)牽引力變小，當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，開(kāi)始以最大速度勻速運(yùn)動(dòng)。（2）汽車在啟動(dòng)過(guò)程中的功率始終等于汽車的額定功率。（3）汽車的牽引力和阻力始終滿足牛頓第

3、二定律F－f＝ma。（4）汽車的牽引力和瞬時(shí)速度始終滿足P－P額＝Fv。（5）在啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束時(shí)，因?yàn)闋恳妥枇ζ胶?，此時(shí)有P額＝Fvm＝fvm。（6）從能的角度看，啟動(dòng)過(guò)程中牽引力所做的功一方面用以克服阻力做功，另一方面增加汽車的動(dòng)能。二、機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程1、機(jī)車以恒定的加速度a啟動(dòng)時(shí)，牽引力F、阻力f均不變，此時(shí)有：F－f＝ma。機(jī)車勻加速運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)功率：P＝Fv＝（f＋ma）?v＝（f＋ma）?at≤P額。勻加速階段

4、的最長(zhǎng)時(shí)間t＝P額／［（ma＋f）a］；勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為vt＝P額／（ma＋f）。當(dāng)機(jī)車達(dá)到這一速度時(shí)，其瞬時(shí)功率等于它的額定功率。然后機(jī)車又做變加速運(yùn)動(dòng)。此時(shí)加速度a和第一種啟動(dòng)過(guò)程一樣變化；這時(shí)的最大速度還是。而變加速階段的位移應(yīng)該用動(dòng)能定理來(lái)計(jì)算：2、勻加速啟動(dòng)過(guò)程的各個(gè)量（P、F、a、v）的變化情況如下：3、用v－t圖，這一過(guò)程可表示為右圖：起初勻加速運(yùn)動(dòng)是?amfmvP－fPFPvm額額＝?????????mfFavPFv

5、mvv0afF達(dá)到最大＝時(shí)當(dāng)?保持勻速直線運(yùn)動(dòng)?變加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)??????fPFPvm額額＝?2t2mmv21mv21sftP－＝－額????FvPv＝仍增大當(dāng)額v0aPP??不變、fF不變－＝，mfFa?一定額P????????mfFavPFv－額mvv0afF達(dá)到最大＝時(shí)當(dāng)?勻加速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)?勻速運(yùn)動(dòng)??????vtomvvtomvtv增大仍當(dāng)額v0aPP??平衡：上坡時(shí)有F=f＋mgsinθ，P額=

6、Fvm＝（f＋mgsinθ）vm；下坡時(shí)有F=f－mgsinθ，P額=Fvm＝（f－mgsinθ）vm。（在這一點(diǎn)上，兩種起動(dòng)方式是一致的。）3、從能的角度看：若以額定功率起動(dòng)，上坡時(shí)，牽引力所做的功有三個(gè)方面的作用，一是用以克服阻力做功；二是增加車的重力勢(shì)能；三是增加機(jī)車的動(dòng)能：W牽=（阻力做212fGmmvWW??功Wf、重力做功WG均為負(fù)值）；下坡時(shí)，牽引力、重力做正功有兩個(gè)方面的作用，用以克服阻力做功和增加汽車的動(dòng)能：W牽＋WG

7、=（阻力做功Wf為負(fù)值、重力做功WG212fmmvW?為正值）。若以恒定牽引力起動(dòng)，上坡時(shí)，牽引力所做的功也有三個(gè)方面的作用，一是用以克服阻力做功；二是增加車的重力勢(shì)能；三是增加機(jī)車的動(dòng)能：W牽=（阻212fGmmvWW??力做功Wf、重力做功WG均為負(fù)值）；勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段W牽（s1表示勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移），變加速直線運(yùn)動(dòng)階段，牽21111sin2mmvfsmgs????引力所做的功W牽=P額t2（t2表示變加速直線運(yùn)動(dòng)階段所經(jīng)歷

8、的時(shí)間），W牽2(s2為變加速直線運(yùn)動(dòng)階段的位移）；下坡時(shí)，牽引力、2212211sin22mmmvmvfsmgs????重力做正功有兩個(gè)方面的作用，用以克服阻力做功和增加汽車的動(dòng)能W牽＋WG=（阻力做功Wf為負(fù)值，重力做功WG為正值），其中勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段W牽212fmmvW?（s1表示勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移）；變加速直線運(yùn)動(dòng)階段牽力所21111sin2mmgsmvfs????做的功W牽2=P額t2（t2表示變加速直線運(yùn)動(dòng)階段所經(jīng)歷的

9、時(shí)間），W牽2（s2為變加速直線運(yùn)動(dòng)階段的位移）。222121sin2mmmgsmvmvfs?????典例典例1（2011天津卷）一新型賽車在水平專用測(cè)試道上進(jìn)行測(cè)試，該車總質(zhì)量為m=1103kg，由靜止開(kāi)始沿水平測(cè)試道運(yùn)動(dòng)，用傳感設(shè)備記錄其運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖所示.該車運(yùn)動(dòng)中受到的摩擦阻力（含空氣阻力）恒定，且摩擦阻力跟車的重力的比值為μ＝0.2.賽車在0～5s的vt圖像為直線，5s末該車發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率并保持該功率行駛，在5～20