機車的兩種啟動方式

1、機車的兩種啟動方式機車的兩種啟動方式通常講機車的功率是指機車的牽引力的功率，P＝Fv恒成立，與阻力f無關，與P是否為額定功率無關，與機車的運動狀態(tài)無關。機車可通過油門控制功率，可通過換檔調整速度從而改變牽引力。機車起動通常有兩種方式，下面把這兩種啟動方式的規(guī)律總結如下：一、機車以恒定功率啟動的運動過程1、機車以恒定的功率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：當速

2、度v增大時，加速度a減小。當加速度a＝0時，機車的速度達到最大，此時有：。以后，機車已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、機車以恒定加速度啟動的運動過程1、機車以恒定的加速度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）。當機車達到這一速度時，其瞬時功率等于它的額定功率。然后機車又做變加速運動。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達到最大＝時當?保持勻速直線運動?變加速運動勻速運動??????fPFPvm額額＝?2t2mmv21mv21sftP－＝－額????FvPv＝仍增大當額v0aPP??不變、fF不變－＝，mfFa?一定額P????????mfFavPFv－額mvv0afF達到最大＝時當?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；三是增加機車的動能：W牽=（阻力做212fGmmvWW??功Wf、重力做功WG均為負值）；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；三是增加機車的動能：W牽=（阻212fGmmvWW??力做功Wf、重力做功WG均為負值）；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行測試，該車總質量為m=1103kg，由靜止開始沿水平測試道運動，用傳感設備記錄其運動的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)動機達到額定功率并保持該功率行駛，在5～20