浅析机车直线运动
2017-03-29巩学达
巩学达
摘 要:机车做直线运动在不同阶段规律不同,分析好它的受力和运动及其临界点对解题很重要。
关键词:机车;特点;应用
有关机车的直线运动,在相关计算题中,主要保护两种类型,一种是机车匀加速直线运动,另外一种是恒定功率状态下的变速直线运动,今通过下列几题来分析它的运动及应用。
一、对机车直线运动特点的分析
另外,如果牵引力与阻力的数值处于统一状态的时候,机车的最大速度达到,同时,立足这一速度,施行匀速的直线运动,如果外界因素不产生影响,机车将一直保持这一状态的运动。
二、对机车直线运动应用状态的分析
例1.无轨电车额定功率设置为80 KW,最大速度设定为72 km/h,质量为m=2×103 kg,其最初的状态为静止,而后进行加速运动,匀速提升,加速度为2 m/s2,轨迹为直线。将阻力大小设定为一定,求这一电车在匀加速直线运动状态下的时间。如果电车由静止状态到最大速度的进程经历了21秒,求这一过程中电车的位移。
当电车处于匀加速直线运动的时候,此时,牵引力为F,加速度为a,匀加速直线运动的末速度设置为v,时间为t,在牛顿第二定律的支持下,可以得知,F-Ff=ma………………②
由①解得:Ff=4×103 N,代入②解得:F=8×103 N
∵P=Fv……………………………………………③
由①②③得:v=10m/s
由运动学公式v=at…………………………………………④
由上述各式解得:t=5s,即电车维持匀加速直线运动的时间为5 s。
同时,位移设置为S,则:S=S1+S2………….⑦
因此,可以得出,S=270 m,即电车通过的位移为270 m。
例2.在一绳的协助下,将电动机进行吊起,质量设置为m=8 kg,同时,将绳子的拉力控制在F=120 N,将电动机最大功率P设定为1200 W,不允许超过这一范畴。这一物体初始状态为静止,而后以最快的方式进行吊起,高度为90 m,求所需要的时间。此时,物体在达到90 m的时候,其刚好达到最大的速度,g值为10m/s2。
当物体的速度满足10m/s的时候,其速度增加、加速度减小,此时,电动车的功率实现最大范围,同时,绳的拉力逐渐减小,一旦拉力与重力达到统一,物体抵达B点,速度最大,因此,匀速直线运动出现。设此速度为Vm,由P=FVm,即P=mgVm,代入數值解得:Vm=15 m/s,即物体达到B点时的速度为15 m/s。将物体由A到B的运动时间设置为t′,
由此可以认识到,对于这类题目的解析,需要先进行运动图的绘制,正确认识运动的过程。
综上所述,要正确认识物体运动的过程和规律,分析其中的各种条件,尤其是隐含的条件,同时结合物体运动的过程图,实现问题的有效解决。
编辑 鲁翠红