详解汽车档位 牵引力 行驶速度和发动机转速

浅谈汽车档位.牵引力.行驶速度和发动机转速

各类高中物理练习册在《机械能》一章中都要涉及到有关汽车功率、牵引力、行驶速度的问题，笔者查阅了有关资料并向汽车驾驶员请教后，就下列几个问题谈一些肤浅认识，望能起到抛砖引玉的作用。

一、汽车发动机发动机是一般汽车总体构造四大部分（发动机、底盘、车身和电气设备）的核心部分。发动机是汽车的动力装置，其作用是将所供入的燃料燃烧，使热能转变为机械能而发出动力，并通过汽车的传动系统驱动汽车行驶。发动机的技术指标主要有动力性指标（有效扭矩、有效功率、转速等）、经济性指标（燃油消耗率）以及运转性能指标（冷起动性能、噪声和排气品质等）。下面谈谈与本文有关的技术指标。

（1）有效扭矩发动机通过飞轮对外输出的扭矩称为有效扭矩，用Me表示，单位为N?m．发动机的扭矩是由于燃烧气体作用在活塞上的力通过连杆椎动曲柄而产生的。

（2）有效功率发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率，用Pe表示，单位为kW。它是发动机克服了各部分摩擦阻力和驱动各种辅助装置（如水泵、机油泵等）所消耗的功率后所得到的净功率。有效功率的计算公式为:

（3）转速发动机的转速影响其结构形式与性能，提高发动机的转速可以使功率提高，但转速的提高受到许多条件的限制。

（4）燃油消耗率（比油耗）发动机要发出1KW有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量（g），称燃油消耗率，用ge表示，单位为g/kW?h。ge越小，经济性越好。

发动机的速度特性是指发动机的功率、扭矩和燃油消耗率随曲轴转速变化的规律。当油门开到最大时，所得到的速度特性称为发动机外特性，如图1所示。发动机外特性代表了发动机在使用中允许达到的最高性能，因此最为重要。一般发动机的铭牌上标明的功率Pe，扭矩Me及其相应的转速n，最低燃油消耗率ge等都是以外特性为依据的。发动机功率的大小，均标明产生该功率时曲轴的相应转速。如解放CA-10B型载重汽车，最大功率/转速为70千瓦/2800转/分，东风EQ-240型越野汽车最大功率/转速为99千瓦/3000转/分。一般习题中所说的汽车额定功率就是指的最大有效功率。由图1可知，在n1～n2范围内，因Me和n都是逐渐增加的，故Pe是随n的增加而增加的。在n2～n3范围内，n虽然继续增加，但Me却逐渐降低，故Pe是缓慢地增加，到n3时Pe达最大

值。转速超过n3时，虽然n是增加的，但由于Me下降很快，故Pe也逐渐下降。发动机最小燃油消耗率的相应转速为n5，它的数值一般介于n2和n3之间。因此，一般发动机工作时所使用的范围应尽可能在最大功率转速与最大扭矩转速之间，即提倡所谓的中速行车”，这样方可保证发动机在最佳动力性与经济性情况下工作。车速过高和过低，都将增加燃油的消耗。

二、变速器变速器是实现变速、传递和改变扭力的大小、改变汽车进退方向及使驱动车轮脱离发动机影响的传动装置。变速器一般由变速传动机构和变速操纵机构组成。变速传动机构的作用是改变转速及扭矩的数值和方向；操纵机构的作用是实现变速器传动比的变换——换档。发动机与变速器之间是离合器，离合器保证发动机的动力与传动机构可靠接合和彻底分离。

变速器传动速度改变的大小，用传动速比i来表示。传动速比等于主动齿轮的转速n主与从动齿轮的转速n从之比；也等于从动轮的齿数Z从与主动轮的齿数Z主之比，即

i=n主/n从=Z从/Z主（2）变速器扭矩的改变：在略去变速器传动摩擦损失的情况下，输入功率P入应等于输出功卒P 出。由（L）式可知发动机的功率Pe主要取决于发动机的转速n和输出扭矩Me，故由P入=P出得:

即有

n入/n出=M出/M入（3）

（3）式表明，在发动机输入的n入、M入不变时，变速器输出的n出降低多少，则输出的M 出就增大多少；反之，n出增高多少，M出就减少多少。由（2）、（3）式得变速器传动比也等于从动轮上的扭矩M从与主动轮上的扭矩M主之比。这说明传动比既是降（增）速比，也是增（降）扭比。

三、如何改变速度和牵引力

汽车的牵引力

F牵=M驱/r驱=Me i?i主?ηm/r驱（4）

(4)式中的M驱为驱动扭矩；r驱为轮胎滚动半径；i主为主减速器速比。主减速器的作用是降低传动轴传来的转速，同时增大扭矩，并改变力的传动方向90°。nm为传动机构效率。由（4）式可知，当Me、nm、r驱一定时，速比越高，M驱和F牵越大。

汽车变速亦称换档。一般汽车的档位分为低速档、中速档和高速档，如解放CA1091型汽车以一、二档为低速档，三档为中速档，四、五档为高速档。变速的实质是改变发动机的转速和传动轴转速的比值。如东风EQ1090型汽车各档的速比、扭力和速度关系如下表所示。

表中1、2、3、4、5是前进档位，6是倒车档位。从表中可知，档位越低，速比越大，汽车驱动轮的转速越低，但获得的扭矩和牵引力越大；反之，档位越高，速比越小，汽车驱动轮的转速越高，但获得的扭矩和牵引力越小。

在汽车行驶的实际应用中，如行驶总阻力增大至需要加大牵引力（如起步、上坡、通过困难路段）时，就应选用低速档，以使驱动轮获得较大的扭矩。但在使用低速档时，速度慢，发动机转速高，温度容易升高，燃料消耗也大。因此，在行驶总阻力不大的情况下，应尽量缩短低速档行驶的时间，更不宜在低速档时过多地踏下油门（即踏下加速踏板）而片面追求速度。中速档是由低速档到高速档或由高速档到低速档的过渡档位。它的加速性能比较好，行驶的速度比较快，使用的机会也比低速档多，但与高速档比较，就很不经济。高速档使用时，传递到驱动轮的扭矩较小，汽车行驶速度较快，而发动机转速较低，磨损较小，燃料消耗少，有较好的经济效益，适用于在路况较好的情况下长距离行驶。即在良好的道路上，应以高速档的经济速度行驶。经济车速又因车型不同而有所区别。如解放CA141型汽车的经济车速为45～50km/h，解放CA10B型汽车的经济车速为30～40km/h。车速过高，不仅增加燃料消耗，加剧机件轮胎的磨损，又容易发生行车事故；车速过低，既降低了运输效率，燃料燃烧还可能增多，也是很不适宜的。坚持经济车速行车，即前文所述的提倡“中速行车”。在车速掌握上，除坚持经济车速外，还必须遵守所在地区交通管理的限速度

规定，不得超出规定的车速限制。

综上所述，汽车发动机的转速、发动机的最大功率、发动机的扭矩、汽车的行驶速度、汽车的牵引力是一个互相制约的系统工程。最大扭矩Memax及其对应的转速为n2，最大功率对应的扭矩Mg及相应转速n3，当这两个扭矩之差（Memax-Mg）越大，则汽车在不换档的情况下发动机克服阻力的潜力越大；与最大扭矩Memax对应的转速n2越低，发动机克服阻力的潜力越强。大范围改变汽车行驶速度，改变汽车牵引力，应使用换档的手段来实现。最低的前进档位对应最低的速度和最大的扭矩、牵引力及发动机转速；最高的前进档位对应最大的速度和最小的扭矩、牵引力及发动机转速。这就是通常所说的“减速增力和减速增矩”。当档位一定，在不太大的范围内调整车速时，只需适当加大油门或减小油门即可。

实验：探究加速度与力、质量的关系练习题

实验：探究加速度与力、质量的关系练习题 1. 某组同学利用如图(1)所示的简易装置，探究了加速度与力和质量的关系。试说明他们的实验方法及实验步骤。 图(1) 图(2) 2．关于由小车实验得出牛顿第二定律F ＝ma 的下列说法中，符合实际的是（ ） A 、同时改变小车的质量M 及受到的拉力F ，得出加速度、力、质量三者间的关系 B 、保持小车的质量不变，只改变小车拉力，就得出加速度、力、质量三者的关系 C 、保持小车的受力不变，只改变小车质量,就得出加速度、力、质量三者间的关系 D 、保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持力不变，研究加速度与质量的关系；最后得到加速度、力、质量三者间的关系 3.质量为m 的物体放在A 地的水平面上，用竖直向上的力F 拉物体，物体的加速度a 与拉力F 的关系如图线①所示，质量为m ′的另一物体在B 地做类似实验，测得a －F 关系如图线②所示，设两地的重力加速度分别为g 和g ′，则 A.m ′＞m ，g ′=g B.m ′＜m ，g ′=g C.m ′=m ，g ′＞g D.m ′=m ，g ′＜g 答案： 1. 在本次探究中其实也可以不测量加速度的具体数值，这是因为我们探究的是加速度与其他量之间的比例关系。因此，测量不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值就可以了。 由于，2 2x a t =，如果测出两个初速度为0的匀加速度运动在相同时间内发生的位移x 1、x 2，位移之比就是加速度之比，即 1122a x a x = 。如果我们能控制物体的运动时间相同，找出相

同时间内的位移，便可用位移代替加速度进行实验。 2. D 3.分析：该题要求学生利用牛顿第二定律培养借助数学图像分析问题的能力。 在A 地，由牛顿第二定律：F-mg=ma 有a= m F -g=m 1F-g 同理：在B 地 a=m ' 1F-g ′ 这是一个a 关于F 的函数 m 1 (或m ' 1)表示斜率，-g(或-g ′)表示截距 由图线可知 m 1＜m '1g=g ′故m ＞m ′,g=g ′选 项B 正确

汽车的加速度分析

各种汽车加速度性能的对比研究 ——武汉一中，高一(1)班研究性学习物理组 成员：舒旷卢寅玺牛心妍桂靖恒 汤菁荟程果胡峻国顾欣徐鹏飞

一、课题背景 在街道上，我们可以看到：许多车辆在等红灯，可在信号灯变绿后，为什么在同一条线上等待的车，有的首先冲到了前面，而有些车却被落在后面，除了司机精力是否集中外，主要是因为不同的车加速性能有所不同。衡量一辆汽车的好坏标准中，加速性能是其中一个重要因素，更是跑车好坏的最重要因素。如何评价汽车的加速性能，每一位车主、准车主都很关心。实际上，汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系，但汽车的加速性能与很多因素有关。汽车性能参数中有许多和性能有关的数据，如功率，扭矩，100km/h加速时间等等。 可是加速度是如何计算出来的呢？这不禁使我产生疑惑。 二、课题目的 了解影响汽车加速性能的主要因素有哪些，在得到相关知识的同时，能够开发我们的创新思维，提高观察能力和动手能力。 三、课题研究方法 1.查找资料：上网查找，翻阅书报，收集资料。 2.实地调查：对行人、司机的采访。 3.总结整理：整理资料，分析内容。

四、课题研究过程 (一)资料收集 据网上资料，影响加速度性能的因素有如下几个： 1、汽车的重量 2、发动机的扭矩 3、发动机的转速 4、空气阻力与地面的摩擦力等阻力 ①.扭矩 扭矩是使物体发生转 动的力。发动机的扭矩就是 指发动机从曲轴端输出的 力矩。在功率固定的条件下 它与发动机转速成反比关 系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。启动时或在山区行驶时，扭矩越高汽车运行的反应便越好。以同类型发动机轿车做比较，扭矩输出愈大承载量愈大，加速性能愈好，爬坡力愈强，换挡次数愈少，对汽车的磨损也会相对减少。尤其在轿车零速启动时，更显示出扭矩高者提升速度快的优越性。 在活塞发动机中，活塞做往复运动，曲轴做旋转运动，他们之间

汽车的加速度分析

各种汽车加速度性能的对 比研究 ——武汉一中，高一(1)班研究性学习物理组 成员：舒旷卢寅玺牛心妍桂靖恒 汤菁荟程果胡峻国顾欣徐鹏飞 一、课题背景 在街道上，我们可以看到：许多车辆在等红灯，可在信号灯变绿后，为什么在同一条线上等待的车，有的首先冲到了前面，而有些车却被落在后面，除了司机精力是否集中外，主要是因为不同的车加速性能有所不同。衡量一辆汽车的好坏标准中，加速性能是其中一个重要因素，更是跑车好坏的最重要因素。如何评价汽车的加速性能，每一位车主、准车主都很关心。实际上，汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系，但汽车的加速性能与很多因素有关。汽车性能参数中有许多和性能有关的数据，如功率，扭矩，100km/h加速时间等等。 可是加速度是如何计算出来的呢这不禁使我产生疑惑。 二、课题目的 了解影响汽车加速性能的主要因素有哪些，在得到相关知识的同时，能够开发我们的创新思维，提高观察能力和动手能力。 三、课题研究方法 1.查找资料：上网查找，翻阅书报，收集资料。 2.实地调查：对行人、司机的采访。

3.总结整理：整理资料，分析内容。 四、课题研究过程 (一)资料收集 据网上资料，影响加速度性能的因素有如下几个： 1、汽车的重量 2、发动机的扭矩 3、发动机的转速 4、空气阻力与地面的摩擦力等阻力 ①.扭矩 扭矩是使物体发生转动的力。发动机 的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力 矩。在功率固定的条件下它与发动机转速 成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越 大，它反映了汽车在一定范围内的负载能 力。启动时或在山区行驶时，扭矩越高汽车运行的反应便越好。以同类型发动机轿车做比较，扭矩输出愈大承载量愈大，加速性能愈好，爬坡力愈强，换挡次数愈少，对汽车的磨损也会相对减少。尤其在轿车零速启动时，更显示出扭矩高者提升速度快的优越性。 在活塞发动机中，活塞做往复运动，曲轴做旋转运动，他们之间由连杆相连。在做工冲程我们可以发现，其实可以把连杆和曲轴的连接轴中心到曲轴旋转中心的距离看做是力臂，气缸做工向下运动就是力，力经过连杆施加到曲轴上，驱动曲轴 旋转，也就成了我们所说的扭矩。 ②.功率 功率是指物体在单位时间内所做的功。功率越大转速越高，汽车的最高速度也

加速度传感器LIS3DH在汽车状况中的应用

LIS3DH 在汽车状况中的应用 在汽车状况中的 状况中的应用
一、 车辆加速度 以宝马系列为例，总结如下： 最小（取绝对值） 项目 起步加速度 超车加速度 制动加速度 km/h 0 ~ 100 48 ~ 112 60 ~ 0 100 ~ 0 0.92g 0.94g |加速度值| （十进制） 0.28g |寄存器值| （十六进制） 0x08F5 0x1D70 0x1E14 最大（取绝对值） |加速度值| （十进制） 0.67g 1.06g 1.06g |寄存器值| （十六进制） 0x1570 0x21EB 0x21EB
小于起步加速度
说明：以上值均取绝对值，只考虑值的大小，不考虑方向。设加速度传感器 LIS3DH 量 程为 L，由于传感器读出的寄存器加速度值为 16 位十六进制补码，为带符号数，所以寄存 器值绝对值和加速度换算如下（上表取传感器量程 L=4g） ：
寄存器值 | D（十进制） | =
加速度值 | D_a | × 32768 传感器量程L
再将寄存器值|D|（十进制）转换成相应的十六进制值|D_0x|，由于它们大小和方向都是 一一对应的，所以只用考虑他们的大小（即绝对值）与车辆状态的关系，而寄存器值的方向 则通过最高位判断，从而这个值大小便与加速度大小一一对应，方向与加速度方向相同 ， 同 时省去了寄存器值与加速度值的关系换算。 （其中 32768 为 2 的 15 次方） 由上表可以得出结论： 1、宝马系列 100km/h 加速度最大 0.67（即 0x1570） （用时 4.2s） 。 2、宝马系列 60km/h 制动加速度最大 1.06g（即 0x21EB） （刹车距离 13.3m） 。 3、宝马系列 100km/h 制动加速度最大 1.06g（即 0x21EB） （刹车距离 37.1m） 。 二、量的定义 用到的变量有：L D D_a D_go LIS6DH 传感器量程 x 或 y 或 z 轴加速度寄存器读取值 （绝对值表示大小） x 或 y 或 z 轴加速度寄存器读取值所对应加速度值 车辆行驶原本加速度（不包含任何分量）
用到的阙值有：D_th_hori 车辆水平行驶阙值 D_th_1g 重力加速度阙值 D_th_goup 车辆上坡行驶阙值 D_th_godwn 车辆下坡行驶阙值 D_th_alarm 车辆潜在事故阙值 D_th_accdnt 车辆事故阙值 D_th_upward 车辆翻车阙值 阙值大小需通过后续实验确定，并验证。

探究加速度与力、质量的关系(实验表、习题)

高一物理【4.2实验：加速度与力、质量的关系】 【学习目标】 1．能独立设计探究加速度、质量、力三者关系的探究方案。 2．会测量加速度、力、质量；并能作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象；能根据图象写出加速度与力、质量的关系式。 3．体会探究过程中所用的科学方法——控制变量法；学习科学家的严谨态度。 【重点难点】 1.体验实验探究过程：明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论. 2.初步认识数据处理时变换坐标轴的技巧. 3.初步了解将“不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法. 4.会对实验误差作初步分析. 预习案 【知识梳理】 1.探究加速度与力、质量的关系 （1）物体运动状态变化的快慢，也就是物体____________的大小，与物体的____________有关，还与物体____________有关. （2）物体的质量一定时，受力越大，其加速度就____________；物体的受力一定时，质量越小，加速度就____________. （3）控制变量法：探究加速度与力的定量关系时，应保持物体____________不变，测量物体在____________的加速度，分析加速度与力的关系；探究加速度与质量的关系时，应保持物体__________不变，测量不同质量的物体在____________下的加速度，分析加速度与质量的关系。这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法。2.制定实验方案时的两个问题 （1）测量物体的加速度可以用刻度尺测量____________，并用秒表测量____________，由公式____________算出.也可以在运动物体上安装一条通过打点计时器的纸带，根据____________来测量加速度. （2）在这个实验中也可以不测加速度的具体数值，这是因为我们探究的是____________关系. 3．在本探究实验中，我们猜想物体的加速度与它所受的力成________，与质量成

探究加速度与力、质量之间的关系

《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计 一、教学内容分析 1．内容与地位 普通高中课程标准试验教科书，物理1必修模块第四章《牛顿运动定律》的第二节《实验：探究加速度与力、质量的关系》 《实验：探究加速度与力、质量的关系》是学习牛顿第二定律的基础，是本章的重点内容，它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在理论与实际问题中都有广泛的运用． 2．教学重点、难点 ①教学重点：引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程 ②教学难点：通过实验数据画出图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式 3．教学目标 ①知识目标： 1）经历探究加速度与力和质量的关系的过程，得出加速度与力和质量的关系 ②能力目标 1）培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力． 2）了解控制变量法、图像法等科学研究方法的应用． ③情感态度价值观 让学生亲身感受物理的科学探究活动，学习探索物理世界的方法和策略，培养学生的思维。 二、教法和学法设计的中心思想 探究性学习是新一轮课程改革中物理课程标准里提出的重要课程理念，其宗旨是改变学生的学习方式，突出学生的主体地位，物理教师不但应该接受这一理念，而且必须将这一理念体现到教学行为中去。对学生而言，学习也是一种经历，其中少不了学生自己的亲身体验，老师不能包办代替。物理教学要重视科学探究的过程，要从重视和设计学生体验学习入手，让学生置身于一定的情景，去经历、感受。 探究式教学是美国教育学家布鲁纳在借鉴了杜威的学习程序理论的基础上首先提出的，主要可分为两类：①引导发现式：创设情景——观察探究——推理证明——总结练习；②探究训练式：遇到问题——搜集资料和建立假说——用事实和逻辑论证——形成探究能力。经教学实践，形成以“引导——探究式”为主要框架，比较适合国内的实用教学模式。他是以解决问题为中心，注重学生独立钻研，着眼于思维和创造性的培养，充分发挥学生的主动性，仿造科学家探求未知领域知识的途径，通过发现问题、提出问题、分析问题、创造性地解决问题等去掌握知识，培养创造力和创造精神。 三、教学媒体 小车、细线、钩码、带滑轮的长木板、气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、金属片、黄沙、小桶、托盘天平、打点计时器、纸带、坐标纸、刻度尺四、案例设计 （一）复习导入 教师：什么是物体运动状态的改变?物体运动状态发生变化的原因是什么? 学生：物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变，力是使物体运动状态发生变化的原因． 教师：物体运动状态的改变，也就是指物体产生了加速度．加速度大，物体运动状态变化快；

汽车碰撞过程中加速度的试分析

汽车碰撞过程中加速度的试分析 江门市新会区冈州职业技术学校 孙林华 一、碰撞过程中的加速度曲线 汽车正面碰撞过程中，动能转化为变形能，被车身部件所吸收。车身加速度会使车内乘员受到冲击响应，对乘员造成伤害。 实际的加速度曲线是由碰撞过程中的结构变形成产生的，加速度曲线的峰值大小和持续时间是影响乘员伤害的重要因素。峰值越高，冲击越强，碰撞安全性就越差。 车身在碰撞过程中产生的加速度，分为两个主要阶段：在碰撞初期，车身加速度有一个很大的峰值出现；随后车身及吸能部件依次发生压溃变形，进入相对稳定的吸能阶段。加速度的峰值通常高出稳态阶段的2~3倍。 二、碰撞过程中的加速度试计算 碰撞过程：汽车以60公里/小时速度正面碰撞1米后停止。试分析如下： 1、假设汽车碰撞过程是匀减速直线运动， 则有：a v v t v at s t t 2212)0(2)()0(2) (-=+= )(2)0(2)(2t t s v v a -= 其中：秒米小时公里/67.16/60)0(==v 0)(=t v 米1)(=t s 222)(2 ) 0(2)(/9.138/1 267.1602秒米秒米-=?-=-=t t s v v a 2、重力加速度2/8.9秒米=g ，则： 匀减速碰撞过程中 g a 2.14/9.1382 -≈-=秒米 3、汽车在碰撞过程中的加速度在稳态阶段时，按平均加速度来估算，即 g a a 2.14-≈≈稳 碰撞过程中加速度的峰值按稳态阶段的2倍估算，则有： g g a a 302.1422-≈?-==稳峰值 三、结论 1、汽车以60公里/小时速度正面碰撞1米后停止过程中，加速度峰值约为-30g 。 2、车载设备的耐冲击试验中，冲击力可按g a 30=进行测试。

汽车驱动力的计算方式

汽车驱动力的计算方式 将扭矩除以车轮半径，也可以从发动机马力与扭力输出曲线图中发现，在每不同转速下都有一个相对的扭矩数值，这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢？答案很简单，就是除以一个长度，便可获得“力” 的数据。举例说一下，一台1.6升的发动机大约可发挥15.0kg-m的最大 扭力，此时若直接连上185/60R14尺寸的轮胎，半径约为41厘米，则经 车轮所发挥的推进力量为36.6公斤（事实上公斤并不是力量的单位，而 是重量的单位，须乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的标准单位“牛 顿”）。 但36公斤的力量怎么能推动一吨多的汽车呢？而且动辄数千转的发动机转速更不可能恰好成为轮胎转速，幸好聪明的人类发明了“齿轮”，利用不同大小的齿轮相连搭配，可以将旋转的速度降低，同时将扭矩放大。 由于齿轮的圆周比就是半径比，因此从小齿轮传递动力至大齿轮时，转动的速度、降低的比率、以及扭矩放大的倍数，都恰好等于两齿轮的齿数比例，这个比例就是所谓的“齿轮比”。 举例说明--以小齿轮带动大齿轮，假设小齿轮的齿数为15齿，大齿轮的齿数为45齿。当小齿轮以3000rpm的转速旋转，而扭矩为20kg-m 时，传递至大齿轮的转速便降低了1/3，变成1000rpm；但是扭矩却放大 了三倍，成为60kg-m。这就是发动机扭矩经过变速箱可降低转速并放大 扭矩的基本原理。 在汽车上，发动机将动力输出至轮胎共经过两次扭矩放大的过程，第一次是由变速箱的档位作用而产生，第二次则取决于最终齿轮比（或称最终传动比，也可称为尾牙）。扭矩的总放大倍率就是变速箱齿比与最终齿轮比的相乘倍数。举例来说，一辆手动档的思域，一档齿轮比为3.250，最终齿轮比为4.058，而引擎的最大扭矩为14.6kgm/5500rpm，于是我们 可以算出第一档的最大扭矩经过放大后为 14.6×3.250×4.058=192.55kgm，比原引擎放大了13倍。此时再除以轮 胎半径约0.41m，即可获得推力约为470公斤。然而上述的数值并不是实际的推力，毕竟机械传输的过程中必定有磨耗损失，因此必须将机械效率的因素考虑在内。 论及机械效率，每经过一个齿轮传输，都会产生一次动力损耗，手动变速箱的机械效率约在95%左右，自动变速箱较惨，约剩88%左右，而传 动轴的万向接头效率约为98%，各位可以自己计算一下就知道实际的推力还剩多少。整体而言，汽车的驱动力可由下列公式计算： 扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率 驱动力= ———————————————————— 轮胎半径（单位为公尺）

知识讲解实验探究加速度与力质量的关系

实验：探究加速度、力、质量之间的关系 【学习目标】 1．掌握在研究三个物理量之间关系时，常用的控制变量法 2．理解物体的加速度大小与力有关，也与质量有关 3．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系 4．根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论 5．会分析数据表格，利用图象寻求物理规律 【要点梳理】 要点一、怎样测量（或比较）物体的加速度 1．物体做初速为0的匀加速直线运动，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，由公式22xat?算出加速度。 2．可以在运动物体上连一条纸带，通过打点计时器打点来测量加速度。 3．也可以不测加速度的具体数值，而测不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值。根据22xat?，测出两初速度为0的匀加速运动在相同时间内发生的位移x1、x2，位移比就是加速度之比，即1122axax?。 要点二、怎样提供和测量物体所受的恒力 在现实中，仅受一个力的情况几乎是不存在的。一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，在实验中我们只要测出物体所受的合力即可。如何为运动的物体提供一个恒定的合力？又如何测出这个合力呢？ 可以在绳的一端挂钩码，另一端跨过定滑轮拉物体，使物体做匀加速运动的力就是物体的合力，这个合力等于钩码的重力。通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力。 要点三、平衡摩擦力 依据上面的方案中做匀变速运动的物体，受的合力并不等于钩码的重力。这是由于物体在相对运动，还要受到滑动摩擦力。 如何减小滑动摩擦力，使我们所测得的钩码重力尽可能接近于物体所受的合力？ ①使用光滑的木板； ②平衡滑动摩擦力。将木板一端垫高，让物体从木板上匀速滑下，此时物体的重力分力就等于物体所受的摩擦力。 ③平衡摩擦力后，当小车的质量发生改变时，不用再平衡摩擦力。这是由于sincosmgmg????，等式的两边质量可以抵消，即与物体的质量大小没有关系。 要点四、如何处理实验数据 本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种不同的方法： 1．计算法 测得加速度或加速度之比（等于位移之比）后，通过计算看看是否满足 2121FFaa?、1221mmaa? 2．图象法 测得加速度后，用拉力F为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—F图象，看看图象是

汽车的加速度分析

汽车的加速度分析 各种汽车加速度性能的对比研究 武汉一中，高一(1)班研究性学习物理组 成员：舒旷卢寅玺牛心妍桂靖恒

汤菁荟程果胡峻国顾欣徐鹏飞

、课题背景 在街道上，我们可以看到：许多车辆在等红灯，可在信号灯变绿后，为什么在同一条线上等待的车，有的首先冲到了前面，而有些车却被落在后面，除了司机精力是否集中外，主要是因为不同的车加速性能有所不同。衡量一辆汽车的好坏标准中，加速性能是其中一个重要因素，更是跑车好坏的最重要因素。如何评价汽车的加速性能，每一位车主、准车主都很关心。实际上，汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系，但汽车的加速性能与很多因素有关。汽车性能参数中有许多和性能有关的数据，如功率，扭矩，100km/h 加速时间等等。 可是加速度是如何计算出来的呢？这不禁使我产生疑惑。二、课题目的 了解影响汽车加速性能的主要因素有哪些，在得到相关知识的同时，能够开发我们的创新思维，提高观察能力和动手能力。

三、课题研究方法 1.查找资料：上网查找，翻阅书报，收集资料。 2.实地调查：对行人、司机的采访。 3.总结整理：整理资料，分析内容。 四、课题研究过程 （一）资料收集 据网上资料，影响加速度性能的因素有如下几个： 1、汽车的重量 2、发动机的扭矩 3、发动机的转速 4、空气阻力与地面的摩擦力等阻力 ①. 扭矩

扭矩是使物体发生转 动的力。发动机的扭矩就 是指发动机从曲轴端输出 的力矩。在功率固定的条 件下它与发动机转速成反 比关系，转速越快扭矩越 小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。启动时或在山区行驶时，扭矩越高汽车运行的反应便越好。以同类型发动机轿车做比较，扭矩输出愈大承载量愈大，加速性能愈好，爬坡力愈强，换挡次数愈少，对汽车的磨损也会相对减少。尤其在轿车零速启动时，更显示出扭矩高者提升速度快的优越性。 在活塞发动机中，活塞做往复运动，曲轴做旋转运动，他们之间由连杆相连。在做工冲程我们可以发现，其实可以把连杆和曲轴的连接轴中心到曲轴旋转中心的距离看做是力臂，气缸做工向下运动就是力，力经过连杆施加到曲轴上，驱动曲轴旋转，也就成了我们所说的扭矩。 ②. 功率功率是指物体在单位时间内所做的功。功率越大转速越高，汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用公制马力(PS)或千瓦(kW)来表示，1PS等于0.735kW。

汽车牵引力估算

激情过后的冷静速度与激情5重点车解析 2011年05月29日02:00 来源：汽车之家类型：原创编辑：朱黎 ●道奇Charger 1970年版的道奇Charger依然是多米尼克的座驾，这台标准的肌肉车在之前第一和第四部中都有露面。无疑，力气巨大而肌肉丰富的车才配得上它的体格，操控想都不要想，托雷多的伸手也同样不够敏捷，多么完美的组合。

《速度与激情5》中最后那次规模盛大的世纪大追逐是围绕着两台经过改装的道奇Charger SRT8拖着一个装满钱的金库一路狂飙而展开的。 这里我们来简单估算一下拖动一个十吨重的金库（还没算钱的重量）所需要的牵引力（还没算拖得多快）。假设钢与柏油路面之间的滑动摩擦力系数在0.3左右（遍寻不着钢与柏油路面的准确摩擦力系数，现以钢和各种工业材质中最大的一个摩擦力系数作参考，简单说明一下问题）。如果u=0.3的话，那么要使这10000kg重的物体产生1m/s2的加速度（以这个加速度从静止加速到100km/h需要27.8秒），所需的牵引力是0.3×10000×9.8＋（10000＋1877×2）1=43154N。我们先不看这两台道奇是否真的能提供那么多牵引力，我们来算需要获得那么多牵引力，这两台道奇究竟需要发出多少扭矩。加速度牵引力29400N＋1×10000＋车重17640N×2=扭矩×主减速比2.87×一挡齿速比2.19×机械效率估0.9/轮胎半径0.364m，所以扭矩就是43154/2.87/2.19/0.9×0.364＝2777N·m（以上主减速比、齿速比、轮胎半径均为

Charger SRT8的实际参数）。也就是说每台车理论上需要1388.5N·m的最大输出扭矩才能拉动金库。这是起步加速阶段。 进入匀速行驶阶段，车辆克服金库与地面摩擦力所需的扭矩就会减少到 29400/2.87/2.19/0.9×0.364=1892N·m，每台车946N·m。 不过现实中道奇Charger SRT8的最大扭矩值为569N·m，所以如果要实现电影场景里的画面，要不是把车的扭矩改大至少两倍，要不是就派四台车来拉，可能物理逻辑上就会更加准确一些。

加速度传感器在汽车领域的应用

Endevco （恩德福克）加速度传感器在汽车领域的应用 近30年来，Endevco 的压阻式加速度传感器已成为汽车障碍物及模拟假人安全性测试的行业标准。Endevco 的压电式，集成压电式和可变电容式加速度传感器能够用于汽车发动机，排气系统，部件和停车系统的动态测试是基于它尺寸微小，耐高温及结构牢固的特点。Endevco 压力传感器主要是用于防刹车锁死系统（ABS ），传动装置，燃料油系统以及安全气囊充气器等汽车检测系统的测试。这些压力传感器运用了先进的硅微技术元件并能产生高宽频响和高信号输出，从而使其成为那些过去由于尺寸原因而无法实现应用的理想选择。 Endevco 加速度传感器是有国家公路交通安全管理局（NHTSA ）和其他政府机构认定的用于制定原厂规格的首要产品。同时继续提供技术指导，Endevco 的碰撞传感器已经达到或超过了SAE 规格的J211和J2579的要求。 Model 7264系列是一组重量只有1g 的压阻式加速度传感器。用于颤振试验，模型检验，生物动态测试及其他相关领域，要求低质量加载且宽频率响应。还可以用于轻量级物件的冲击测试，符合模拟假人测试SAEJ211规格。高精度的型号及各种线缆和连接器可供选择 Model 7264B 相对Model 7264有所改进。它利用了一个先进的带有完整机 械限动气的微型元件。这个单片传感器相对原来的设计提供了更加良好的坚固性，稳定性和可靠性。Model 7264B 阻尼极小，因此在有效频率范围内不会产生相位移。Model 7264B 符合SAEJ211冲击试验性能规格和SAEJ2570假人测试装置传感器规格。高精度的型号及各种线缆和连接器可供选择。 Model 7264C 相对Model 7264有所改进。并可直接替换Model 7264，因为测 震质量的中心位置是相同的。它利用了一个先进的带有完整机械限动器的微型元件。Model 7264C 同样符合SAEJ211冲击试验性能和SAEJ2570假人测试装置传感器规格。高精度的型号及各种线缆和连接器可供选择。 Model 7264D 相对这个类型的其他型号的传感器做了很大的改进。它大于 40000HZ 的高谐振频率可以使其在不受杂散影响的情况下对许多频率作出响应。可直接替换Model 7264和Model 7264C ，因为测震质量的中心位置是相同的。Model 7264D 同样符合SAEJ211冲击试验性能和SAEJ2570假人测试装置传感器规格。Model 7264D 可提供优良的线性，标准低横向灵敏度和低零测量输出（ZMO ）误差。有各种线缆和连接器供选择。 Model 7231C-750是一款专为汽车碰撞试验研究的坚固，无阻尼，中等g 值的压阻式加速度传感器。已经成为假人响应研究的FMVSS208标准，可用来测量假人头部、胸部 、臀部及身体其他部位的加速度进而研究车辆安全性能及约束设计。高精度的型号及各种线缆和连接器可供选择。 Model 7265A 系列是一组低质量的压阻式加速度传感器，它是专为那些要求 G&P Technology 冠标科技有限公司 Endevco

探究加速度与力、质量的关系_实验报告

实验：探究加速度与力、质量的关系 [实验目的] 通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系 [实验原理] 1、控制变量法： ⑴保持m一定时，改变物体受力Ｆ测出加速度ａ，用图像法研究ａ与Ｆ关系 ⑵保持Ｆ一定时，改变物体质量m测出加速度ａ，用图像法研究ａ与m关系 2、物理量的测量： （1）小车质量的测量：天平 （2）合外力的测量：小车受四个力，重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。重力和支持力相互抵消，物体的合外力就等于绳子的拉力减去摩擦力。小车所受的合外力不是钩码的重力。为使合外力等于钩码的重力，必须： ①平衡摩擦力：平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带且通过打点记时器的限位孔， ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．将长木板倾斜一定角度，此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断），这就说明此时物体合外力为0，摩擦力被重力的沿斜面向下的分力（下滑力）给抵消了。由于小车的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消，那小车实验中受到的合外力就是绳子的拉力了。点拨：整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变托盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力. ②绳子的拉力不等于沙和小桶的重力：砂和小桶的总质量远小于小车的总质量 ．．．． ．．．．．．．绳子的拉 ．．．．．．．．．．．．．．．．．时，可近似认为 /g=(m+ m/)a,F=ma,得F=m m/g/(m+ m/);理论上F= m/g，只有当m/＜力等于 ．．．沙和小桶的重力。 ．．．．．．．．推导：实际上m ＜m时，才能认为绳子的拉力不等于沙和小桶的重力。点拨：平衡摩擦力后， 每次实验必须在满足小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘的总质量的 条件下进行.只有如此，砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等. 在画图像时，随着勾码重量的增加或者小车质量的倒数增加时，实际描绘的 图线与理论图线不重合，会向下弯折。 （3）加速度的测量： ①若v0 = 0 ，由x = v0 t + a t2 /2 得：a = 2 x / t2 , 刻度尺测量x，秒表测量t ②根据纸带上打出的点来测量加速度，由逐差法求加速度。 ③可以只测量加速度的比值a1/a2 = x1/x2 ，探究a1/a2 = F1/F2，a1/a2 = m2/m1. [实验器材] 一端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶、天平、砝码、钩码（或槽码）、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺 [实验步骤] ⑴用天平测出小车和小桶的质量m 和m/把数值记录下来。 ⑵按下图实验装置把实验器材安装好，使长木板有滑轮的一端伸出桌面 ⑶在长木板不带定滑轮的一端下面垫一小木块，通过前后移动，来平衡小车的摩擦力 ⑷把细线系在小车上并跨过定滑轮，此时要调节 ．．．．．．．．．．．．．．。 ．．．定滑轮的高度使细线与木板平行 ⑸将小车放于靠近打点记时器处，在小桶内放上砝码(5g)，接通电源，放开小车得到一打好点的纸带（注

汽车的加速度分析

汽车的加速度分析

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各种汽车加速度性能的对比研究 ——武汉一中，高一(1)班研究性学习物理组 成员:舒旷卢寅玺牛心妍桂靖恒 汤菁荟程果胡峻国顾欣徐鹏飞

一、课题背景 在街道上,我们可以看到：许多车辆在等红灯,可在信号灯变绿后,为什么在同一条线上等待的车,有的首先冲到了前面，而有些车却被落在后面，除了司机精力是否集中外，主要是因为不同的车加速性能有所不同。衡量一辆汽车的好坏标准中，加速性能是其中一个重要因素,更是跑车好坏的最重要因素。如何评价汽车的加速性能，每一位车主、准车主都很关心。实际上,汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系,但汽车的加速性能与很多因素有关。汽车性能参数中有许多和性能有关的数据，如功率，扭矩,1００ｋm/h加速时间等等。 可是加速度是如何计算出来的呢?这不禁使我产生疑惑。 二、课题目的 了解影响汽车加速性能的主要因素有哪些,在得到相关知识的同时,能够开发我们的创新思维，提高观察能力和动手能力。 三、课题研究方法 1．查找资料：上网查找,翻阅书报，收集资料。 2.实地调查:对行人、司机的采访。 3.总结整理：整理资料,分析内容。

四、课题研究过程 (一)资料收集 据网上资料，影响加速度性能的因素有如下几个： １、汽车的重量 2、发动机的扭矩 ３、发动机的转速 ４、空气阻力与地面的摩擦力等阻力 ①.扭矩 扭矩是使物体发生转 动的力。发动机的扭矩就是 指发动机从曲轴端输出的 力矩。在功率固定的条件下 它与发动机转速成反比关 系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。启动时或在山区行驶时，扭矩越高汽车运行的反应便越好。以同类型发动机轿车做比较,扭矩输出愈大承载量愈大,加速性能愈好，爬坡力愈强，换挡次数愈少，对汽车的磨损也会相对减少。尤其在轿车零速启动时，更显示出扭矩高者提升速度快的优越性。 在活塞发动机中，活塞做往复运动,曲轴做旋转运动,他们之间由连

机动车加速性能和加速时间计算

汽车的加速性能 如何评价汽车的加速性能，相信每一位车主、准车主都很关心。实际上，汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系，但汽车的加速性能与很多因素有关，有些网友希望在汽车发动机的扭距、车量与加速度之间求得确定的关系，这实际上是很困难的，因为这三方并不能代表问题的全部，简单的计算是包含很多误差的。 一般来讲，在相同的车重情况下，发动机的最大扭矩越大，汽车的加速性能越好。而在相同的发动机扭矩下，车重越小加速性能越好。但是，这里忽略了很多可以比较的因素。 1、发动机的扭矩是随着转速的变化而变化的。所以，汽车的最大扭矩往往与转速同时标记，例如甲车最大扭矩150牛顿米（4000转/分）、乙车最大扭矩150 牛顿米（4500转/ 分），同样是150牛顿米的最大扭矩，两车在发动机转速相同的情况下，加速性能将有所区别。 2、最大扭矩指标对应的是发动机的转速而不是汽车的速度。发动机输出的动力要通过传动系统减速增扭，然后作用于驱动轮，才会产生汽车加速所需要的力。不同车型的传动系统不同，因此在发动机最大扭距相同的情况下，加速特性也不一定相同。 3、发动机的动力不是全部用于汽车的加速。F=ma这个公式中的力F是合力，包括路面阻力、风阻……可能还有为增加汽车势能而需要克服的引力。 由于有这么多因素在起作用，又要用网友能够理解的方式进行计算，我只能在假 想的基础上回答这个问题：设想汽车在平直路面上由静止开始做匀加速运动，任 何时候所有阻力的综合效应相当于车重的0.1 ，任何时刻阻力都与汽车的行驶方向成180 度，任何时候发动机的转速都相同。 如果要求在10秒内速度从0加速到100公里/小时，根据V =at，可以计算得到所需要的加速度为2.778 （米/秒/秒），如果汽车的质量为1吨，根据F=ma计算得到需要的平均驱动力为2778牛顿，考虑阻力（1000牛顿）的影响，实际驱动力应是3778 牛顿。 由于加速路段的长度S=at2/2=138.9 米，加速全程耗费的功FS=524764.2 焦耳，功率为52476.4 瓦。如果在全过程中发动机的转速始终是4000转/分（实际上不可能），可以算得所需的扭矩为52476.4/（4000*2*3.14159/60）=125.3（牛顿米）。

加速度传感器在汽车电子上的应用

加速度传感器在汽车电子上的应用 南京晓庄学院 谢军 江苏南京211171 摘要：本课题以汽车电子为背景，结合飞思卡尔C 型车模双后轮驱动的特点，以STM32C8T6最小系统版为平台搭建硬件系统,通过加速度传感器检测到的倾斜角度，及时调整小车行驶速度，使小车能自动完成上下坡时的加速、减速。 关键词：汽车电子； 加速度传感器； 倾斜角度 绪论 现在的汽车相较于以前的汽车来说，在性能上更加的智能化，而且人们在使用汽车的过程中会感到更加的轻便。因此，现在在制造汽车的过程中所面临的挑战就是增加传感器的需求量。本文是以汽车电子为背景，利用加速度传感器能够测量汽车在行驶过程中的倾斜角度以及加速度等信息，来实时反馈汽车的动态信息，并调整行驶速度，满足人们的舒适性要求，保证驾车人的安全。 1.系统总体设计 1.1 系统组成 系统组成框图如图1-1所示： 图1-1 系统组成框图 1.2 系统工作原理 本小车使用STM32C8T6最小系统版作为主控单元，当小车在平地（倾角范围-5～+5）行驶时，PMW 的值为1000，这时小车会以相对较慢的速度匀速行驶。上坡时，随着倾角范围不断增大（+6～+80），PWM 的值也会逐渐增加，电机的转速随之变快，当倾角达到最大值时（+80），PWM 的值也达到峰值6000（可更改），为了保护车身不受损坏，倾角大于+80，电机停止运转。下坡时，随着倾角范围不断增大（-6～-80），PWM 的值会逐渐减小，电机的转速随之变慢，当下坡倾角达到最大值时（-80），PWM 的值也达到最小值800（可更改），为了保护车身不受损坏，倾角大于-80，电机停止运转。 在这个过程中，可通过OLED 液晶屏随时查看小车的运动状态，包括车身周围的温度，倾斜角度，PWM 值和加速度等信息。 2.硬件设计 2.1 主控电路设计 STM32C8T6最小系统版内有最新一代的嵌入式ARM 处理器。因此，这种芯片构成的最小系统功能部件种类全，功能强。用STM32C8T6最小系统版时，只要将相关模块接上时钟电路 MPU6050 STM32C8T6最小系统版 控制模块 OLED 显示模块 直流电机 电机驱动模块 稳压电源模块

实验：探究加速度与力、质量的关系-教学设计

本节选自人教版高中物理教材第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》，牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。教材中实验的基本思路是采用控制变量法。本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。 （1）测量加速度的方案：①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。 ②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 ③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由 a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比。 （2）提供并且测量物体所受的外力的方案：由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动，所以我们必须给物体提供一个恒定的外力，并且要测量这个外力。但测力有一定困难，还需平衡摩擦，教材的参考案例提供的外力比较容易测量。

4．物理量的测量 本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量m、物体所受的作用力F和物体运动的加速度a。 （1）质量的测量 质量可以用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。 （2）加速度的测量 ①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。 ②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 ③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即： x 1 x 2= a 1 a 2 这样，测量加速度就转换成测量位移了。 （2）力的测量 现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在，所以实验中作用力F的含义是物体所受的合力。 那么，如何测小车所受合外力F合？ 我们通过下面具体实验来说明。 二、实验设计 实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系 1．实验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。 2．实验步骤

汽车侧翻分析分析解析

汽车侧翻分析 在汽车行驶中中，侧翻是其中一种最为严重并且威胁成员安全的事故。侧翻可以定义为能够使车辆绕其纵轴旋转90度或更多以至于车身同地面接触的任何一种操纵。侧翻可以由一个或一系列综合因素产生。它可以发生在平直的水平地面上，并且车辆的侧向加速度达到一定的数值，该数值要超过车辆侧面重量转移到车轮上所抵消的加速度值。 通过有坡度的路面（或无路情况）时由于不平路面的冲击，地面松软或其他障碍物会促使侧向压力提高从而使车辆“失足”。 侧翻过程是一个包括作用在车辆上和车辆里的力的相互作用的复杂过程。侧翻受操纵和高速公路的影响。人们已经通过理论分析以及包括一系列复杂设备的模型实验研究侧翻过程。这个过程很容易通过静态基本结构实验来理解（忽略惯性和滚动平面上的加速度），并且促进发展更加复杂的模型。 1、 刚性汽车的准静态侧翻 汽车侧翻的最基本的机械特性可以通过考查转弯过程中稳定车身的受力均衡性来了解。稳定的车辆是指悬架和轮胎的偏置在分 析中被忽略掉。在转弯操纵中，侧向力作用 在地面上来平衡作用在汽车重心上的侧向 加速度，如图9－2所示。侧向力作用在车 辆上的位置的不同产生一个力矩，该力矩使 车辆向如图所示的外侧侧翻. 为了分析转动情况，假定汽车在稳定状 态以使汽车没有滚动加速度，并且使轮胎如 图所示受力（前轮和后轮）。在很多公路环 境中，它也适合考虑横向坡度。如大家所知 的坡度和道路转弯处汽车外侧比内侧高出 的程度。在分析中，将角度表示为”?”，想 左下的坡度表示正角。这个方向的坡度有助 于平衡侧向加速度。斜坡角度通常情况下很 小，而且角度很小时约有()1cos ,sin ==???。以汽 车接地点为中心的力矩关系为： 02=-+-t zi y Mg t F Mh h Ma ? （9－1） 从式（9－1）我们可以得出a y ： h t Mg F h t g a zi y -+=?2 （9－2） 在水平路面上（0=?），没有侧向加速度，方程也成立。此时，内侧车轮载重，F zi ，是车总重的一半。另外通过正确选择坡面角度，可以使F zi 保持在具有侧向加速度的汽车重量的一半.，即通过公式：

用maab绘制汽车的行驶加速度曲线

用matlab 绘制汽车的行驶加速度曲 线 n=600:10:4000; Tq=+*( n/1000)*(门/1000)人2+*( n/1000)"( n/IOOO).%; m=3880;g=; nmin=600;nmax=4000; G=m*g; ig=[ ]; nT=;r=; f=;CDA=;i0=; L=;a=;hg=; If=;Iw1=;Iw2=; Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r; Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r; Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r; Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r; Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r; ua1=*r*n/ig(1)/i0; ua2=*r*n/ig(2)/i0; ua3=*r*n/ig(3)/i0; ua4=*r*n/ig(4)/i0; ua5=*r*n/ig(5)/i0; Fw1=CDA*ua142/; Fw2=CDA*ua242/; Fw3=CDA*ua3.A2/; Fw4=CDA*ua4.A2/; Fw5=CDA*ua5.A2/; Ff=G*f; deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(1)A2*i0A2*nT)/(m*rA2); deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(2)A2*i0A2*nT)/(m*rA2); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(3)A2*i0A2*nT)/(m*rA2); deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(4)A2*i0A2*nT)/(m*rA2); deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(5)A2*i0A2*nT)/(m*rA2); a1=(Ft1-Ff- Fw1)/(deta1*m); a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m); a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m); a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m); a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m); plot(ua1,a1,ua2,a2,ua3,a3,ua4,a4,ua5,a5); title( ' 汽车的行驶加速度曲线' ); xlabel( 'ua/(km*hA-1)' ); ylabel( 'a/ ￡?? m*sA-2 ￡?'); gtext( '0 ?' ),gtext( ' 0 o z),gtext( '0 o/),gtext( 0 ?' ),gtext( ' 0 ?');