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课件网) 第1章 功和机械能 第2节 功 率 在生产生活中，人们不仅关注做功的多少还关注做功的快慢。例如，借助挖掘机挖土比直接用人工挖土做功快得多(图 1—6)。怎样描述做功的快慢 本节我们将在初中物理的基础上进一步深化对功率的认识。 图1—6 挖掘机挖土 功 率 的 含 义 1 定 义 01 做功的快慢不仅与做功的多少有关，还与做这些功所耗费的时间有关。 物理学中将力所做的功 W 与完成这些功所用的时间 t 之比，称为功率 (power)，用符号 P 表示。 公 式 02 P ＝ 单 位 03 在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，用符号 W 表示。 如果某力在 1s 内做1J的功，它的功率就是 1W。瓦这个单位比较小，常用千瓦 (kW) 作为功率的单位。 1 kW ＝1 000 W 物理意义：功率是描述做功快慢的物理量，是标量。 常见机械的 功 率 2 汽车、轮船、火车等交通工具和各种起重机械的动力由内燃机或电动机等动力机械提供，功率是衡量动力机械性能的重要参数。 每一种动力机械都有一个长时间工作的最大允许功率，这个功率称为机械的额定功率 (rated power)。 实际工作时的功率。动力机械的功率可能大于或小于额定功率。 例如，汽车爬陡坡时，如果要保持较大速度，实际功率就可能超过额定功率，这对动力机械有害，要尽量避免。汽车在平直公路上缓慢匀速行驶时，实际功率就往往小于额定功率。 一些机械的功率见表 1—1 机械的功率表示其做功的快慢。从表中可以看出，随着社会的发展和技术的进步，一些同类型机械的功率越来越大，表示其做功越来越快，即在同样的时间里能够做更多的功。 发动机的功率是什么力做功的功率呢？ 牵引力 功率与 力、速度的关系 3 当我们用恒力 F 推动书本，让书本在水平桌面上做直线运动时(图1—7)，力 F 对书本做功的功率是多大呢 力 F 的方向和书本位移的方向相同，推力 F 所做的功W＝Fs。根据功率的公式P＝可得 P＝，而其中＝v， 因此，推力F做功的功率 P ＝ Fv F2 F1 F α v 从上面推导可见，公式中的 v 是平均速度，对应的功率 P 是 t 时间内的平均功率。 若时间间隔很小，我们可将平均速度看成瞬时速度，那么此时的功率 P 可看成该时刻的瞬时功率。 当物体受力为变力时，在力与速度方向相同的情况下，功率 P＝Fv 仍然成立，此时 v 为瞬时速度，F为相应时刻的力，P 则为对应的瞬时功率。 平均功率 瞬时功率 物体在一段时间做功的功率的平均值 某一瞬间的功率 P＝Fv cos α ，其中v为平均速度 P＝Fv cos α，其中v为瞬时速度 P＝ 外力做的总功，等于各力做功的代数合 外力做的总功，等于这些外力的合力做的功 求总功率的方法 汽车启动问题 以额定功率启动（P一定） 01 由公式 P＝Fv 可知，当功率 P一定时，力F与物体运动的速度v成反比。 例如，机械正常工作时的功率通常是一定的，车床在切削硬的工件时需要用较大的力，因此要降低车床的运转速度。 当时，速度最大 F减小 a减小 vm v t 0 最终以最大速度做匀速直线运动 做加速度减小的变加速直线运动 以恒定加速度启动（a一定） 02 当速度一定时，力F与功率 P成正比。 例如，汽车上坡时(图1—8)，司机可通过加大油门，提高发动机的输出功率来增大牵引力。 当时，功率不变 以额定功率加速 v 增大 P 增大 vm v t 0 做加速度减小的变加速直线运动 最开始做匀加速直线运动 最终以最大速度做匀速直线运动 vp 例 题 一列高速列车总质量m＝465t，其额定功率 P＝5300 kW，在水平直轨道上行驶时，轨道对列车的阻力Fm是车重的 0.018。列车以额定功率工作，取重力加速度g＝10 m/s，求： (1)当行驶速度v＝10 m/s 时，列车的牵引力和加速度； (2)列车在水平直轨道上行驶的最大速度。 分析 由已知的速度和额定功率可求出牵 ... ...
