機(jī)車的兩種啟動方式

1、機(jī)車的兩種啟動方式機(jī)車的兩種啟動方式通常講機(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無關(guān)，與P是否為額定功率無關(guān)，與機(jī)車的運動狀態(tài)無關(guān)。機(jī)車可通過油門控制功率，可通過換檔調(diào)整速度從而改變牽引力。機(jī)車起動通常有兩種方式，下面把這兩種啟動方式的規(guī)律總結(jié)如下：一、機(jī)車以恒定功率啟動的運動過程1、機(jī)車以恒定的功率P啟動后，若運動過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，加速度a減小。當(dāng)加速度a＝0時，機(jī)車的速度達(dá)到最大，此時有：。以后，機(jī)車已vm做勻速直線運動。2、這一過程，F(xiàn)、v、a的變化也可表示為：3、用v－t圖，這一過程可表示為右下圖：最大速度之前是一段曲線。4、以恒定功率啟動的特點：（1）汽車在啟動過程中先做加速度不斷減小的加速運動，同時牽引力變小，當(dāng)牽引力等于阻力時，開始以最大速度勻速運動。（2）汽車在啟動過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速度始終滿足P－P額＝Fv。（5）在啟動過程結(jié)束時，因為牽引力和阻力平衡，此時有P額＝Fvm＝fvm。（6）從能的角度看，啟動過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能。二、機(jī)車以恒定加速度啟動的運動過程1、機(jī)車以恒定的加速度a啟動時，牽引力F、阻力f均不變，此時有：F－f＝ma。機(jī)車勻加速運動的瞬時功率：P＝Fv＝（f＋ma）?v＝（f＋ma）?at≤P額。勻加速階段

4、的最長時間t＝P額／［（ma＋f）a］；勻加速運動的末速度為vt＝P額／（ma＋f）。當(dāng)機(jī)車達(dá)到這一速度時，其瞬時功率等于它的額定功率。然后機(jī)車又做變加速運動。此時加速度a和第一種啟動過程一樣變化；這時的最大速度還是。而變加速階段的位移應(yīng)該用動能定理來計算：2、勻加速啟動過程的各個量（P、F、a、v）的變化情況如下：3、用v－t圖，這一過程可表示為右圖：起初勻加速運動是?amfmvP－fPFPvm額額＝?????????mfFavPFv

5、mvv0afF達(dá)到最大＝時當(dāng)?保持勻速直線運動?變加速運動勻速運動??????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＝時當(dāng)?勻加速直線運動變加速直線運動保持勻速直線運動?勻速運動??????vtomvvtomvtv增大仍當(dāng)額v0aPP??平衡：上坡時有F=f＋mgsinθ，P額=

6、Fvm＝（f＋mgsinθ）vm；下坡時有F=f－mgsinθ，P額=Fvm＝（f－mgsinθ）vm。（在這一點上，兩種起動方式是一致的。）3、從能的角度看：若以額定功率起動，上坡時，牽引力所做的功有三個方面的作用，一是用以克服阻力做功；二是增加車的重力勢能；三是增加機(jī)車的動能：W牽=（阻力做212fGmmvWW??功Wf、重力做功WG均為負(fù)值）；下坡時，牽引力、重力做正功有兩個方面的作用，用以克服阻力做功和增加汽車的動能：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，上坡時，牽引力所做的功也有三個方面的作用，一是用以克服阻力做功；二是增加車的重力勢能；三是增加機(jī)車的動能：W牽=（阻212fGmmvWW??力做功Wf、重力做功WG均為負(fù)值）；勻加速直線運動階段W牽（s1表示勻加速直線運動的位移），變加速直線運動階段，牽21111sin2mmvfsmgs????引力所做的功W牽=P額t2（t2表示變加速直線運動階段所經(jīng)歷

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

9、時間），W牽2（s2為變加速直線運動階段的位移）。222121sin2mmmgsmvmvfs?????典例典例1（2011天津卷）一新型賽車在水平專用測試道上進(jìn)行測試，該車總質(zhì)量為m=1103kg，由靜止開始沿水平測試道運動，用傳感設(shè)備記錄其運動的vt圖像如圖所示.該車運動中受到的摩擦阻力（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)動機(jī)達(dá)到額定功率并保持該功率行駛，在5～20