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(dòng)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(dòng)的過程中會(huì)受到很多個(gè)力，并且是一個(gè)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(dòng)能定理對(duì)汽車的整個(gè)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(gè)運(yùn)動(dòng)過程，然后根據(jù)汽車的運(yùn)動(dòng)過程來(lái)分析汽車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的力學(xué)原理以及其中的動(dòng)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(jiǎn)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(dòng)能定理。

汽車行駛 力學(xué)原理 動(dòng)能定理

一、汽車行駛中的動(dòng)態(tài)分析

汽車啟動(dòng)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(dòng)力與總阻力相等這個(gè)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(dòng)能，可以隨時(shí)被利用，如果此時(shí)將發(fā)動(dòng)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(dòng)能，當(dāng)總阻力超過驅(qū)動(dòng)力時(shí)，汽車將減速行駛，以至于汽車停止。這時(shí)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(dòng)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(dòng)力，比如汽車在泥濘的道路上行駛的時(shí)候，加大節(jié)氣門可能只會(huì)使動(dòng)車輪加速旋轉(zhuǎn)但是驅(qū)動(dòng)力卻不能增大，驅(qū)動(dòng)力的最大值取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)系的傳動(dòng)比。但實(shí)際發(fā)出的驅(qū)動(dòng)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(shí)，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(shí)，兩物體將會(huì)相對(duì)滑動(dòng)。對(duì)汽車而言，當(dāng)動(dòng)力大于輪胎與路面間的最大靜摩擦力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shí)，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(shí)才會(huì)發(fā)生。

二、力學(xué)原理的分析

汽車起步的時(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)定理可以得到

由上式可以解的

三、動(dòng)能定理分析

1.動(dòng)能定理的內(nèi)容以及表達(dá)式

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

2.動(dòng)能定理的物理意義

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

四、學(xué)生對(duì)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(dòng)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(zhǎng)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?cè)趯W(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(zhǎng)久的堅(jiān)持下去。無(wú)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(zhǎng)一個(gè)不可忽視的因素。在平時(shí)的日常生活中，我們可以有意識(shí)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(gè)學(xué)生一旦有了一個(gè)良好的習(xí)慣他就會(huì)在這個(gè)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(shí)的訓(xùn)練中慢慢形成，為了學(xué)生將來(lái)的發(fā)展，我們?cè)谄綍r(shí)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(gè)人相比，合作更讓人有有動(dòng)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(shí)期就開始培養(yǎng)學(xué)生們的合作意識(shí)。

結(jié)語(yǔ)

總之，在汽車的運(yùn)動(dòng)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(wú)用的力，也有的功也是無(wú)用的功。所以在這個(gè)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(dòng)能原理，有利于學(xué)生通過實(shí)際情況來(lái)了解課本上抽象的理論知識(shí)。正是通過對(duì)事物的分析，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作的能力。在這個(gè)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(duì)只是加深印象。