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摘 要：本文用简单直观的箭头、图像的方式，将功率这一节中较为复杂、难以理解的机车启动的两种方式问题展现出来，教学中让学生容易接受。精选例题不仅加强了对机车启动两种方式的理解，还复习了运动学知识、动能定理等。
关键词：功率 加速度 牵引力 速度
机车启动的两种方式是新教材在功率这一节中需教师讲授的一个问题，虽然教材中没有明确的文字叙述，但从理论联系实际的角度出发，对学生的实际生活有一定帮助，在新课改中也属于高考的一个考点。该知识点概念多、变换多，对学生在学习过程中面临的问题，笔者作了如下分析：
一、机车以恒定的功率启动（注：该恒定的功率不一定为机车的额定功率）
F为机车的牵引力；
f为地面对车的阻力；
机车启动后f恒定；
起动后，v增加。
机车启动后，速度增加，牵引力减小，加速度减小，当加速度减小为零时，机车速度达最大值，之后机车以最大的速度vmax做匀速直线运动，v—t图像如右图。
由图像知：在0—t0时间内，机车做加速度减小的变加速直线运动，t0以后做v=vmax的匀速直线运动。由该图像还可得出在0—t0时间内机车通过的位移比机车做匀加速直线运动的位移大。
二、机车以恒定的加速度启动（即以恒力启动）
启动后f恒定，V增加。
P=P额时P不能再增加（实际生活中机车的P实≤P额）
如果要使机车的速度再增加，机车要换档到高档位，换档后：
由下图可知，机车启动后v增大到v0的过程中，机车做加速度恒定的匀加速直线运动。当P=P额，速度为V0，如要再增大汽车的速度，就需换档，即机车以额定功率启动的方式进一步加速运动，做加速度减小的变加速直线运动，最终加速度变为零，速度达最大值vmax，之后机车做匀速直线运动，v—t图像如图。
由图像知在0—t1时间内，机车做匀加速直线运动，t1—t2时间内做加速度减小的变加速直线运动，t2时间后做匀速直线运动。
例：一辆汽车的质量为5t，由静止开始以额定的功率沿平直公路运动，经过1.25min前进了1300m时恰好速度达最大值，设机车的阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2。
求：①该车的最达速度和额定功率。
②若汽车由静止保持以0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？
解：①车以恒定的功率启动，当机车牵引力等于阻力时速度达最大值。设最大速度为Vm，恒功率为P额。
据动能定理得p额t—fs= mvm2……①
p额=FUm=fvm……②
联立两式得：vm=130m/s（舍去）；vm=20m/s。
p额=fvm=100kw。
②若汽车由静止保持以a=0.5m/s2做匀加速运动，则运动过程F合恒定，即牵引力F和阻力f恒定。
F合=F—f=ma F=ma+f=7.5×103N
汽车以恒定的加速度启动后速度增加，故功率增大，当P=P额时，功率不能再增大，匀加速直线运动就结束了，设此时的速度为vt。
vt=
据匀变速直线运动的加速度a= ，则t= = =26.6s。
三、联系实际生活
机车最重要的部件是发动机，发动机用于提供牵引力，发动机做功就是牵引力做功。汽车发动机的转动通过变速箱中的齿轮传递到车轮上，转速比可以通过变速杆来改变。发动机输出功率不能无限制地增大，当汽车上坡时司机要用“换档”的办法减小速度，来得到较大的牵引力。在平直公路上，汽车受到的阻力较小，此时可用较高的档位，在发动机功率相同的情况下汽车可获得较高的速度，即机车档位越高，速度越高，牵引力越小，越节省燃料。
但是，在发动机功率一定时，通过减小速度提高牵引力或通过减小牵引力而提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牵引力，必须提高发动机的额定功率，这就是高速火车、汽车和大型舰船需大功率发动机的原因。
参考文献
1.普通高中课程标准实验教科书《物理》 .人民教育出版社，2004年。
2.《高考复习讲义物理》.新疆青少年出版社，2011年。
关键词：功率 加速度 牵引力 速度
机车启动的两种方式是新教材在功率这一节中需教师讲授的一个问题，虽然教材中没有明确的文字叙述，但从理论联系实际的角度出发，对学生的实际生活有一定帮助，在新课改中也属于高考的一个考点。该知识点概念多、变换多，对学生在学习过程中面临的问题，笔者作了如下分析：
一、机车以恒定的功率启动（注：该恒定的功率不一定为机车的额定功率）
F为机车的牵引力；
f为地面对车的阻力；
机车启动后f恒定；
起动后，v增加。
机车启动后，速度增加，牵引力减小，加速度减小，当加速度减小为零时，机车速度达最大值，之后机车以最大的速度vmax做匀速直线运动，v—t图像如右图。
由图像知：在0—t0时间内，机车做加速度减小的变加速直线运动，t0以后做v=vmax的匀速直线运动。由该图像还可得出在0—t0时间内机车通过的位移比机车做匀加速直线运动的位移大。
二、机车以恒定的加速度启动（即以恒力启动）
启动后f恒定，V增加。
P=P额时P不能再增加（实际生活中机车的P实≤P额）
如果要使机车的速度再增加，机车要换档到高档位，换档后：
由下图可知，机车启动后v增大到v0的过程中，机车做加速度恒定的匀加速直线运动。当P=P额，速度为V0，如要再增大汽车的速度，就需换档，即机车以额定功率启动的方式进一步加速运动，做加速度减小的变加速直线运动，最终加速度变为零，速度达最大值vmax，之后机车做匀速直线运动，v—t图像如图。
由图像知在0—t1时间内，机车做匀加速直线运动，t1—t2时间内做加速度减小的变加速直线运动，t2时间后做匀速直线运动。
例：一辆汽车的质量为5t，由静止开始以额定的功率沿平直公路运动，经过1.25min前进了1300m时恰好速度达最大值，设机车的阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2。
求：①该车的最达速度和额定功率。
②若汽车由静止保持以0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？
解：①车以恒定的功率启动，当机车牵引力等于阻力时速度达最大值。设最大速度为Vm，恒功率为P额。
据动能定理得p额t—fs= mvm2……①
p额=FUm=fvm……②
联立两式得：vm=130m/s（舍去）；vm=20m/s。
p额=fvm=100kw。
②若汽车由静止保持以a=0.5m/s2做匀加速运动，则运动过程F合恒定，即牵引力F和阻力f恒定。
F合=F—f=ma F=ma+f=7.5×103N
汽车以恒定的加速度启动后速度增加，故功率增大，当P=P额时，功率不能再增大，匀加速直线运动就结束了，设此时的速度为vt。
vt=
据匀变速直线运动的加速度a= ，则t= = =26.6s。
三、联系实际生活
机车最重要的部件是发动机，发动机用于提供牵引力，发动机做功就是牵引力做功。汽车发动机的转动通过变速箱中的齿轮传递到车轮上，转速比可以通过变速杆来改变。发动机输出功率不能无限制地增大，当汽车上坡时司机要用“换档”的办法减小速度，来得到较大的牵引力。在平直公路上，汽车受到的阻力较小，此时可用较高的档位，在发动机功率相同的情况下汽车可获得较高的速度，即机车档位越高，速度越高，牵引力越小，越节省燃料。
但是，在发动机功率一定时，通过减小速度提高牵引力或通过减小牵引力而提高速度，效果都是有限的。所以，要提高速度和增大牵引力，必须提高发动机的额定功率，这就是高速火车、汽车和大型舰船需大功率发动机的原因。
参考文献
1.普通高中课程标准实验教科书《物理》 .人民教育出版社，2004年。
2.《高考复习讲义物理》.新疆青少年出版社，2011年。