汽車行駛中的力學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）

汽車在運動的過程中會受到很多個力，并且是一個較為復雜的力的綜合作用。但是如果很好地利用力學原理與動能定理對汽車的整個行駛過程進行獨立的分析，那么還是可以得出詳細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動過程，然后根據汽車的運動過程來分析汽車在整個運動過程中的力學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生學習的效果，提升學生學習的效率。所以本文就是簡單的介紹一下，在汽車的行駛過程，有關的力學原理以及動能定理。

汽車行駛 力學原理 動能定理

一、汽車行駛中的動態分析

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，使汽車加速所做的功轉變成動能，可以隨時被利用，如果此時將發動機熄火，汽車將依靠慣性克服阻力而繼續行駛，并逐漸消耗所貯存的動能，當總阻力超過驅動力時，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，那么就需要相應地增大驅動力，但是汽車并不是在任何情況下都能發出足夠大的驅動力，比如汽車在泥濘的道路上行駛的時候，加大節氣門可能只會使動車輪加速旋轉但是驅動力卻不能增大，驅動力的最大值取決于發動機的最大轉矩和傳動系的傳動比。但實際發出的驅動力還受到汽車輪胎與路面之間的附著能的限制。當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，當推力超過此值時，兩物體將會相對滑動。對汽車而言，當動力大于輪胎與路面間的最大靜摩擦力時，就會出現驅動輪的空轉，因此在較干整的路面上汽車所能茯得的最大驅動力不可能超過輪胎與路面的最大靜摩擦力，當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生。

二、力學原理的分析

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。實驗表明，汽車的滾動阻力與汽車的載荷是有關系的，也就是 fr= μrN，其中的μr是滾動摩擦系數。

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，實驗表明，空氣阻力的大小與汽車的正面投影有關，

再由繞質心得轉動定理可以得到

由上式可以解的

三、動能定理分析

1.動能定理的內容以及表達式

在傳統的動能定理來說，其內容為外力對物體做的功德代數和等于這個物體動能的變化量。其的表達式就是簡單地說也就是在整個式子中只是簡單的表達能的轉化。

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、學生對事物分析的優點

1.培養學生良好的的學習態度

學習態度可以分為好幾種，有厭學型的，有被動型的，還有機械型的和進取型以及自主型的，我們需要重點培養學生們自主型學習模式，培養學生學習的興趣，這樣的學習態度才是正確的，長久的，快樂的，有激情。

2.培養學生的學習興趣和良好的注意力

努力指導學生們在學習的過程中發現樂趣，學生們發現樂趣之后才能喜歡上學習，并長久的堅持下去。無論在生活中還是學習中，良好的注意力都是至關重要的，它也是伴隨學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學生的注意力，為他們以后的發展打好基礎。

3.良好的生活習慣

有專家指出，良好的生活習慣和學習品質是是人們成功的基礎，一個學生一旦有了一個良好的習慣他就會在這個軌道上越行越遠，通常好的生活習慣是可以在有目的、有計劃、有意識的訓練中慢慢形成，為了學生將來的發展，我們在平時就要注重培養他們良好的生活習慣。也利于日后學生培養學習品質。

4.培養學生與他人合作

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，完成任務的效率也更高。因此我們需要在學生時期就開始培養學生們的合作意識。

結語

總之，在汽車的運動過程中包含大量的力與能量的轉化，并且這些力有的是無用的力，也有的功也是無用的功。所以在這個基礎上，詳細的分析整輛車在行駛過程中力學原理與動能原理，有利于學生通過實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，加強學生的動手操作的能力。在這個基礎上讓學生自己了解到汽車在行駛過程中的受力的復雜程度，所以學生可以對只是加深印象。