机车以恒定功率启动的问题分析

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机车以恒定功率启动的问题分析

2024-07-14 03:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

今天,学长给大家讲一下,如何对机车启动问题进行分析。

机车的启动方式常考查的有两种情况,一种是以恒定功率启动,一种是以恒定加速度启动。不管是哪一种启动方式,都是采用瞬时功率的公式P=Fv和牛顿第二定律的公式F-f=ma来进行分析.

水平公路上一辆质量为m的机车以恒定功率启动,发动机的额定功率为P,受到恒定的阻力F阻。对机车的运动状态进行受力分析。

由题可知,机车的速度将持续增大,直到增大到某以临界值。那么机车启动讲分为两个阶段,第一个阶段时速度持续增大的过程,第二个阶段是速度不变的过程。

我们对这两个过程进行分析

第一阶段

功率恒定启动,开始时,机车的速度很小,由P=FV可知,P一定,F非常大,那么V就很小,所以初始时机车的牵引力F很大,那么,由公式F牵-F阻=ma,可知它的加速度a很大。随着时间的推移,机车的速度逐渐变大,由P=FV可知,机车受到的牵引力逐渐减小,加速度a逐渐减小。

这个阶段中,机车做的是加速度逐渐减小的加速运动。

当加速度a逐渐减小为0时,机车的速度达到最大值,P=FV可知,牵引力达到最小值。

第二阶段

当机车的加速度为0时,速度达到最大值,机车将做匀速直线运动。

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延申拓展

求机车速度达到最大时,它的位移是多少?

上面我们分析过,机车在启动阶段,做的的加速度a减小的a加速运动,是个变力做功的问题。

那么我们需要从能量角度来考虑这个问题,

在这个过程中,机车以恒定功率P做功,时间为t。

Pt-fs=1/2mv2-0

可得位移s。

练习:一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,此后,起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到以最大速度v2匀速上升为止,物体上升的高度为h,则整个过程中,下列说法正确的是( )

A.钢绳的最大拉力为

B.钢绳的最大拉力为

C.重物的最大速度

D.起重机对重物做的功为

如果有问题加学长微信ID: gkwl01

明天我们讲机车以恒定加速度a启动的模型

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