1.以恒定加速度啟動(dòng):汽車(chē)先做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)到額定值時(shí)做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng),直到加速度減小到零時(shí)開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
2.以恒定功率啟動(dòng):先做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng),直到加速度減小到零時(shí)開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
二、實(shí)例分析:
機(jī)動(dòng)車(chē)的啟動(dòng)過(guò)程涉及到的圖象有:圖象、圖象(為發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力)、圖象(為發(fā)動(dòng)機(jī)功率)、圖象、圖象等。
1.和圖象:這兩類(lèi)圖象反應(yīng)了機(jī)動(dòng)車(chē)在啟動(dòng)過(guò)程中速度和發(fā)動(dòng)機(jī)功率隨時(shí)間的變化情況,是最常見(jiàn)的、較易分析的圖象類(lèi)型。
【例1】汽車(chē)在平直的公路上由靜止啟動(dòng),圖象甲表示汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系,圖象乙表示汽車(chē)牽引力的功率與時(shí)間的關(guān)系。設(shè)汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不變,在18s末汽車(chē)的速度恰好達(dá)到最大。求:
。1)汽車(chē)受到的阻力和最大牽引力;
。2)汽車(chē)在做變加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移。
【分析】(1)從圖象可以看出,汽車(chē)在做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),在做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)。汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度,而最終做勻速運(yùn)動(dòng)的速度,從圖象可以看出,汽車(chē)的額定功率。由得汽車(chē)受到的阻力:
由題意分析可知,汽車(chē)在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的牽引力最大,當(dāng)勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度為時(shí)功率恰好達(dá)到,所以最大牽引力:
。2)由圖線甲可得汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度:;對(duì)勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程由牛頓第二定律得:。解得汽車(chē)的質(zhì)量
【點(diǎn)撥】這類(lèi)題目文字?jǐn)⑹鲚^簡(jiǎn)單,全部需要通過(guò)圖象獲取信息,包括機(jī)車(chē)啟動(dòng)過(guò)程的詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及各個(gè)階段涉及的數(shù)據(jù)。所以,只有對(duì)每個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及每?jī)煞N運(yùn)動(dòng)形式的過(guò)度點(diǎn)的特征深刻理解、熟練掌握,才能正確應(yīng)對(duì)這些圖象問(wèn)題。
2.圖象和圖象:這兩類(lèi)圖象反映了機(jī)車(chē)在啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率和機(jī)車(chē)速度之間的函數(shù)關(guān)系。因?yàn)椋S著機(jī)車(chē)速度的不斷增加,、、三個(gè)物理量隨之發(fā)生變化。下面就機(jī)車(chē)以恒定加速度啟動(dòng)為例來(lái)說(shuō)明它們之間變化的特點(diǎn)。
、賵D甲是圖象,圖象以、作為縱橫坐標(biāo),直接反應(yīng)了與之間的關(guān)系,段圖象表示機(jī)車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),牽引力為恒力,隨著速度的增加,機(jī)車(chē)功率逐漸增加,到達(dá)點(diǎn)時(shí)機(jī)車(chē)功率達(dá)到額定值,段圖象表示機(jī)車(chē)牽引力功率不變,隨著速度的增加,機(jī)車(chē)牽引力逐漸減小,機(jī)車(chē)做變加速直線運(yùn)動(dòng),圖象為雙曲線的一支。圖象的縱橫軸與圖象包圍的面積表示機(jī)車(chē)牽引力功率。
由于圖象的段為雙曲線的一支,圖象不規(guī)則,所以衍生出圖乙和圖丙兩種圖象,通過(guò)變換坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的物理量,使得圖象變?yōu)橹本。
②圖乙是圖象,由于圖象的橫軸為,所以分析圖象時(shí)應(yīng)該沿著橫軸從右向左分析。圖象的段表示隨著速度的增加,牽引力恒定不變,此過(guò)程為勻加速直線運(yùn)動(dòng)。圖象的段表示隨著速度的增加,牽引力逐漸減小,機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變,此過(guò)程為變加速直線運(yùn)動(dòng),點(diǎn)時(shí)機(jī)車(chē)速度達(dá)到最大,機(jī)車(chē)開(kāi)始勻速直線運(yùn)動(dòng)。段圖象的斜率表示機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率。
、蹐D丙是圖象,圖象的段表示勻加速直線運(yùn)動(dòng),段表示變加速直線運(yùn)動(dòng)。
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