汽车的牵引力是怎么产生的?功率呢?最近学机械功,这两个总是搞不清楚,

Question

汽车的牵引力是怎么产生的?功率呢?
最近学机械功,这两个总是搞不清楚,

Answer 1

中学物理经常提到汽车、卡车、火车等各种机动车的牵引力.
有人认为,牵引力是指传动系统对主动轮施加的力.诚然,发动机通过传动系统对主动轮施加的力,促进主动轮的转动,对于整个汽车的正常行驶,这个力具有根本的重要性.但所谓“牵引力”不是指这个力.
有人认为“汽车受到的牵引力”,是指“地面对主动轮施加的向前的水平力”.这个说法也不完全对.
在下面的叙述中,用f ,f1 ,f2 ,f3 ,f3' ,F合 表示力的大小,都它们都是正值.
发动机不工作而汽车继续向前行驶时,空气对它的力f1向后,地面对从动轮的水平力f2向后,对主动轮的水平力f3向后.汽车受到的阻力f满足：
f=f1+f2+f3 (1)
发动机工作,汽车加速行驶、匀速行驶的时候,空气对它的力f1向后,地面对从动轮的力f2向后,地面对主动轮的力f3'向前.这时合力F合满足：
F合=f3'-(f1+f2) (2)
如果我们把f3'定义为牵引力的大小,把(f1+f2)定义为发动机工作时汽车受到的阻力的大小,似乎也是有道理的.但事实上,牵引力和阻力的定义不是这样的.
(2)式可化为 F合=(f3'+f3)-(f1+f2+f3) (3)
事实上,(f3'+f3)被定义为牵引力的大小,(f1+f2+f3)被定义为阻力的大小.
根据这个定义,如果f3＝2000N,f3'＝3000N,那么牵引力大小为5000N.
这样定义,道理不是显而易见,所以一般书上也避而不讲.
发动机工作的效果,不是使主动轮受到的水平力,由零变为f3':而是使主动轮受到的水平力,由向后的f3变成向前的f3'.认识到这一点,也许有利于我们理解这个定义.
在谈论牵引力的功时,整个汽车是作为一个质点对待的,这样,牵引力的功,等于牵引力跟汽车路程的乘积.
把牵引力做了以上定义后,发动机的输出功率（跟汽油消耗量和效率有关）,才等于牵引力的功率.这是采用以上定义的根本理由.
以上没有提到发动机以很小的功率工作,汽车（原来速度较大）减速运动的情况.这种情况下,f3'有可能向后.如果向后的话,那么一定小于f3.如果向后的话,物理上仍说,有牵引力枣牵引力的大小为f3-f3'.
以上没有提到汽车所有轮子都是主动轮的情况.