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课件网) 第一章 功和机械能 第2节 功率 1.理解功率的概念及额定功率和实际功率的定义。 2.知道功率与力、速度的关系,能利用公式P=Fv进行相关计算。 3.掌握汽车实际运动过程中涉及功率的相关问题分析。 经常登山的同学会熟悉挑山工和缆车,假设挑山工和缆车将相同的货物运至山顶,两者对货物做的功相同吗?做功的快慢相同吗?为什么? 提示:两者对货物做的功都等于克服重力做的功,由于将相同的货物运往相同高度的山顶,两者做相同的功,但是由于两者所用时间不同,做功快慢也就不同。 怎样比较物体做功的快慢呢? 可以用功与所用时间之比(功率)表示做功的快慢 同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法,即 W=pt (1)定义:功W与完成这些功所用时间 t 的比值 (2)定义式: 比值定义法 (4)功率也是标量 (5)功率的单位: 瓦特(W) (3)物理意义:表示力对物体做功快慢的物理量 1KW=1000W 1.功率的定义 一、功率 (6)额定功率:指动力机械长时间正常工作时允许的最大输出功率。 (7)实际功率:动力机械实际工作时的输出功率。 ①机械铭牌上标的功率指的是额定功率; ②机械工作时一般实际功率小于或等于额定 功率,不允许长时间大于额定功率。 2.在日常生活中,我们经常说某台机器的功率,或某物体做功的功率,实际上是指某个力对物体做功的功率,不是合力的功率。例如:汽车的功率就是汽车牵引力的功率,起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。 1.机器不一定在额定功率下工作,机器正常工作时实际功率总是 小于或等于额定功率,机器只能在短暂时间内实际功率略大于额 定功率,但不允许长时间超过额定功率。 说明: 3.一些机械的功率 短跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢?请说明理由。 短跑运动员在100米赛跑中,时间不过是十几秒,此时运动员的输出功率是正常时的数十倍,已经超负荷了,运动在5000米的长跑运动中,运动员不可能长时间超负荷运动。 这种现象说明了什么问题? 二、功率与力、速度的关系 当我们用恒力F推动木箱,让木箱在水平桌面上以速度v做匀速直线运动时,力F对木箱做功的功率是多少? W=Fl P=Fv P= t Fl v= t l P = v F 当力的方向与速度方向相同时 当力的方向与速度方向有一定夹角时? P=Fv W=Flcos α P=Fvcos α P= t Flcos α v= t l P= t W 当作用力方向与运动方向一致时,对 P=Fv 的讨论 2当力F一定时,P与v成正比,即速度越大,功率越大。 v v 3.当功率P一定时,F与v成反比,即做功的力越大,其速度就越小 1.当速度v一定时 ,F与P成正比,即做功的力越大,它的功率越大 v v一定:F∝P F一定:P∝v P一定: 瞬时功率表示力在极短时间内对物体做功的快慢程度。 一般情况下: P=Fvcos α 平均功率 瞬时功率 P= 从公式的推导可以看出,公式中的 v 是平均速度时,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。 平均功率和瞬时功率有什么不同之处? 汽车准备上坡时,司机往往会增大油门,减慢速度(降低挡位),这是为什么? (1)当机械发动机的功率一定时,牵引力与速度成反比,所以可以通过减小速度来增大牵引力; (2)当汽车速度一定时,可通过加大油门,提高发动机的输出功率,来增大牵引力。 P=Fvcosα 1.以恒定功率启动 由 P = F牵v 知 P一定时,v 增大时, F牵减小,由 知,加速度a减小,当 F牵=f阻时,a=0,v最大。 即:在额定功率下,物体做加速度减小的加速运动,最终匀速运动。 F牵 f阻 三、机车启动问题 2.以恒定加速度启动 当P