毛廣文
從運動的角度看,汽車啟動問題涉及勻速直線運動、勻變速直線運動、變加速直線運動三種直線運動;從知識的角度看,汽車啟動問題涉及平衡條件、牛頓運動定律、功能關系、功率相關知識在實際生活中的應用。汽車啟動與圖像結合問題,對挖掘圖像信息能力的要求較高,能夠考查同學們利用所學知識處理實際問題的能力。下面結合汽車的功率和速度隨時間變化圖像的基本認知和拓展遷移,探究汽車啟動與圖像結合問題的求解策略,供同學們參考。
一、汽車啟動與圖像結合的基本認知
汽車可以采用恒定功率啟動和恒定加速度啟動兩種方式。以恒定功率啟動的汽車,先做加速度逐漸減小的變加速直線運動,功率保持不變,當牽引力與阻力相等時,達到最大速度vmax,此后做勻速直線運動;以恒定加速度啟動的汽車,先以恒定加速度做勻加速直線運動,功率隨時間均勻增大,當達到額定功率時,勻加速直線運動過程結束,此時汽車的速度為v1,尚未達到最大速度vmax,牽引力仍然大于阻力,之后保持功率恒定做加速度逐漸減小的變加速直線運動,直到達最大速度vmax 后做勻速直線運動,此時牽引力等于阻力。
汽 車以恒定功率和恒定加速度兩種不同的方式啟動時,其功率和速度隨時間的變化關系如表1所示。