汽車行駛中的力學(xué)原理與動能定理分析

隋魯豫

（河南省鄭州市第四十七中高中部（高一2班） 河南鄭州 450008）

汽車行駛中的力學(xué)原理與動能定理分析

隋魯豫

（河南省鄭州市第四十七中高中部（高一2班） 河南鄭州 450008）

汽車在運(yùn)動的過程中會受到很多個力，并且是一個較為復(fù)雜的力的綜合作用。但是如果很好地利用力學(xué)原理與動能定理對汽車的整個行駛過程進(jìn)行獨(dú)立的分析，那么還是可以得出詳細(xì)的汽車行駛過程的原理。所以本文就是先描述汽車的整個運(yùn)動過程，然后根據(jù)汽車的運(yùn)動過程來分析汽車在整個運(yùn)動過程中的力學(xué)原理以及其中的動能定理，最后得出怎樣在分析事物的過程中加學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。所以本文就是簡單的介紹一下，在汽車的行駛過程，有關(guān)的力學(xué)原理以及動能定理。

汽車行駛 力學(xué)原理 動能定理

一、汽車行駛中的動態(tài)分析

汽車啟動以后，隨著車速的增加速加，總阻力亦空氣阻力而急劇增加，所以汽車速度只能大到，驅(qū)動力與總阻力相等這個新的平衡為止。此后，汽車將以勻速前進(jìn)，使汽車加速所做的功轉(zhuǎn)變成動能，可以隨時被利用，如果此時將發(fā)動機(jī)熄火，汽車將依靠慣性克服阻力而繼續(xù)行駛，并逐漸消耗所貯存的動能，當(dāng)總阻力超過驅(qū)動力時，汽車將減速行駛，以至于汽車停止。這時如果想要維持車輛加速的狀態(tài)，那么就需要相應(yīng)地增大驅(qū)動力，但是汽車并不是在任何情況下都能發(fā)出足夠大的驅(qū)動力，比如汽車在泥濘的道路上行駛的時候，加大節(jié)氣門可能只會使動車輪加速旋轉(zhuǎn)但是驅(qū)動力卻不能增大，驅(qū)動力的最大值取決于發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和傳動系的傳動比。但實(shí)際發(fā)出的驅(qū)動力還受到汽車輪胎與路面之間的附著能的限制。當(dāng)汽車在較干整的路上行駛時，附著性能的好壞決定于輪與路面的摩擦力的大小。由物理學(xué)可知，在一定正壓力作用下，兩物體之間的靜摩擦力有一最大值，當(dāng)推力超過此值時，兩物體將會相對滑動。對汽車而言，當(dāng)動力大于輪胎與路面間的最大靜摩擦力時，就會出現(xiàn)驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)，因此在較干整的路面上汽車所能茯得的最大驅(qū)動力不可能超過輪胎與路面的最大靜摩擦力，當(dāng)汽車行駛在泥濘路面上時，除了上述車輪與路面的摩阻使得車輪打滑外，還有路面凸起部分所起的阻抗作用。車輪打滑現(xiàn)象只有在克服了輪胎與路面的摩擦以及路面凸起部在輪胎的剪力作用下斷裂時才會發(fā)生。

二、力學(xué)原理的分析

汽車起步的時候，汽車的牽引力fk與汽車所受到的全部阻力之間的關(guān)系。在任何情況下，這兩者都是相等的。

汽車行駛過程中，汽車受到的阻力主要有空氣阻力、滾動阻力等，此外輪胎與地面的摩擦力也是不可以忽略的。實(shí)驗(yàn)表明，汽車的滾動阻力與汽車的載荷是有關(guān)系的，也就是 fr= μrN，其中的μr是滾動摩擦系數(shù)。

空氣阻力在汽車的行駛過程中，就是指汽車與空氣之間的摩擦力，以及沏茶受到空氣迎面的壓力，實(shí)驗(yàn)表明，空氣阻力的大小與汽車的正面投影有關(guān)，

再由繞質(zhì)心得轉(zhuǎn)動定理可以得到

由上式可以解的

三、動能定理分析

1.動能定理的內(nèi)容以及表達(dá)式

在傳統(tǒng)的動能定理來說，其內(nèi)容為外力對物體做的功德代數(shù)和等于這個物體動能的變化量。其的表達(dá)式就是簡單地說也就是在整個式子中只是簡單的表達(dá)能的轉(zhuǎn)化。

2.動能定理的物理意義

動能定理指出了外力對物體做的總功與物體本身動能變化是相等的，也就是說，外力對物體做的功等于物體動能的變化量，其中變化的大小是用做了多少的功來度量的。

四、學(xué)生對事物分析的優(yōu)點(diǎn)

1.培養(yǎng)學(xué)生良好的的學(xué)習(xí)態(tài)度

學(xué)習(xí)態(tài)度可以分為好幾種，有厭學(xué)型的，有被動型的，還有機(jī)械型的和進(jìn)取型以及自主型的，我們需要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生們自主型學(xué)習(xí)模式，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，這樣的學(xué)習(xí)態(tài)度才是正確的，長久的，快樂的，有激情。

2.培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和良好的注意力

努力指導(dǎo)學(xué)生們在學(xué)習(xí)的過程中發(fā)現(xiàn)樂趣，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)樂趣之后才能喜歡上學(xué)習(xí)，并長久的堅(jiān)持下去。無論在生活中還是學(xué)習(xí)中，良好的注意力都是至關(guān)重要的，它也是伴隨學(xué)生健康成長一個不可忽視的因素。在平時的日常生活中，我們可以有意識的培養(yǎng)學(xué)生的注意力，為他們以后的發(fā)展打好基礎(chǔ)。

3.良好的生活習(xí)慣

有專家指出，良好的生活習(xí)慣和學(xué)習(xí)品質(zhì)是是人們成功的基礎(chǔ)，一個學(xué)生一旦有了一個良好的習(xí)慣他就會在這個軌道上越行越遠(yuǎn)，通常好的生活習(xí)慣是可以在有目的、有計(jì)劃、有意識的訓(xùn)練中慢慢形成，為了學(xué)生將來的發(fā)展，我們在平時就要注重培養(yǎng)他們良好的生活習(xí)慣。也利于日后學(xué)生培養(yǎng)學(xué)習(xí)品質(zhì)。

4.培養(yǎng)學(xué)生與他人合作

我們知道，一根筷子我們可以輕易折斷，但十雙筷子我們就不能輕易折斷，合作的好處不僅能使力量加倍，更為重要的是，在合作的過程中，我們更能感受到樂趣，跟一個人相比，合作更讓人有有動力有激情，完成任務(wù)的效率也更高。因此我們需要在學(xué)生時期就開始培養(yǎng)學(xué)生們的合作意識。

結(jié)語

總之，在汽車的運(yùn)動過程中包含大量的力與能量的轉(zhuǎn)化，并且這些力有的是無用的力，也有的功也是無用的功。所以在這個基礎(chǔ)上，詳細(xì)的分析整輛車在行駛過程中力學(xué)原理與動能原理，有利于學(xué)生通過實(shí)際情況來了解課本上抽象的理論知識。正是通過對事物的分析，加強(qiáng)學(xué)生的動手操作的能力。在這個基礎(chǔ)上讓學(xué)生自己了解到汽車在行駛過程中的受力的復(fù)雜程度，所以學(xué)生可以對只是加深印象。