log 1.掌握变力做功的几种计算方法。
  2.理解机车启动的两种方式,会根据P=Fv分析机车的启动问题。
一、变力做功的求解:求解变力做功的四种方法
        知识梳理
log 1.平均力法
当力F的大小随位移l呈线性变化时,力F的平均值F平均=(F1+F2)/2,则F做的功W=Fl=(F1+F2)l/2。
2.图像法
如图所示,在F-l图像中,图像与l轴所围的面积表示力F做的功W。
注意:
(1)l轴上方的面积表示力对物体做的正功,应为正值;l轴下方的面积表示力对物体做的负功,应为负值。
(2)全过程的功应等于两部分面积的代数和。
log 3.微元法
当力的大小不变,力的方向时刻与速度同向(或反向)时,把物体的运动过程分为很多小段,这样每一小段可以看成直线,先求力在每一小段上的功,再求和即可,力做的总功W=FS或W=-FS。例如,物体在水平面上沿着半径为R的圆周运动一周的过程中,摩擦力做的功W=-μmg·2πR。
4.等效转换法
若某一变力做的功和某一恒力做的功相等,则可以将变力做功转换为恒力做功求解。
log 二、机车的两种启动问题
        知识梳理
1.两种启动方式的比较
(1)以恒定功率启动:
OA段:做加速度逐渐减小的变加速直线运动;
AB段:做速度为vm的匀速直线运动。
OA段:v↑⇒F=(P/v)↓⇒a=[(F-F)/m]↓;
AB段:F=F⇒a=0⇒P=Fvm
(2)以恒定加速度启动:
log OA段:以加速度a做匀加速直线运动;
AB段:做加速度逐渐减小的变加速直线运动;
BC段:做速度为vm的匀速直线运动
OA段:a=[(F-F)/m]不变⇒F不变⇒v↑⇒P=Fv↑,
        直到P=P=Fv1
AB段:v↑⇒F=(P/v)↓⇒a=[(F-F)/m]↓;
BC段:F=F⇒a=0⇒v达到最大值,Vm=P/F
2.几个物理量的求法
(1)两个核心方程:牛顿第二定律方程F-F=ma联系着力和加速度,P=Fv联系着力和速度。
  (2)机车的最大速度vm的求法:机车最终匀速前进时速度最大,此时牵引力F等于阻力F,故vm=P/F=P/F
  (3)匀加速启动持续时间的求法:牵引力F=ma+F,匀加速的最后速度vm′=P/(ma+F),时间t=Vm′/a。
  (4)瞬时加速度的求法:根据F=P/V 求出牵引力,则加速度a=(F-F)/m。
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