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高中物理 | 7.3机械能守恒之功率详解

阅读量:3643439 2019-10-21



上节回顾

1、物体受到力的作用并且在力的方向上发生一段位移,就叫做力对物体做了功。
力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素。
2、计算功的一般公式:W=FLcosθ
其中F应是恒力,L是物体对地位移,θ是F与位移S的夹角。
0≤θ< 90°
力F对物体做正功
θ= 90°
力F对物体不做功
90°<θ≤180°
力F对物体做负功
当物体受几个力作用时,计算合外力的功有两种方法:   
一是先用平行四边形定则求出合外力,再根 W=FLcosθ 计算功。
其θ应是合外力与位移s的夹角。
二是先分别求各外力的功:W=FLcosθ1,W=FLcosθ2……再求各外力的功的代数和。

功率
功跟完成功所用时间的比值,叫做功率。
2.公式: (只有平均意义)
3.单位:瓦特,简称瓦,用符号W表示。1W=1J/S,技术上常用千瓦(KW)做功率的单位。
1KW=1000W     1马力=735W  
物理意义
功是标量,表示力对物体做功的快慢的物理量。
额定功率 | 实际功率

功率和速度
功率和速度的关系式 P= F v (F V方向相同)
应用:由功率速度关系是可知,汽车,火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功率P一定时,牵引力F与速度v成反比,增大牵引力,就要减小速度。
一般式:P= Fvcosθ(平均功率或瞬时功率)
P表示功率,F表示牵引力,v表示速度,θ表示牵引力与位移的夹角
平均功率 | 瞬时功率
在一段时间内力对物体做功的功率,实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。
平均功率:描述在一段时间内做功的平均快慢。
瞬时功率:表示在某一时刻做功的快慢。
P=FV 推导
已知 P=W/t 
W=FL     L=Vt
所以P=FV
应用
(1)机车以恒定功率启动时,由P=Fv(P为机车输出功率,F为机车牵引力,v为机车前进速度)机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力F=f时,速度不再增大达到最大值,则vmax=P/f。
(2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力F恒定为ma+f,速度不断增加汽车输出功率P=Fv随之增加,当P=P额定时,F开始减小但仍大于f因此机车速度继续增大,直至F=f时,汽车便达到最大速度vmax,则vmax=P/f。
适用范围:适用于恒力、变力做功;适用于直线运动,也适用于曲线运动。
习题演练
1. 如图所示,小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力(    )   

A. 垂直于接触面,做功为零
B. 垂直于接触面,做功不为零  
C. 不垂直于接触面,做功为零   
D. 不垂直于接触面,做功不为零
2. 测定运动员体能的一种装置如图所示,运动员质量m1,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮摩擦、质量),悬挂重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率向右运动.下面是人对传送带做功的四种说法,其中正确的是(    )

①人对传送带做功
②人对传送带不做功 
③人对传送带做功的功率为
④人对传送带做功的功率为
A. ①③
B. ①④
C. 只有①
D. 只有②
习题解析
1. B 
对小物块进行受力分析,受重力和斜面的支持力,小物块放到斜面上,和斜面整体一起向右运动。同时小物块在斜面上向下滑落。
2. A  对人进行受力分析,重力,m2提供向右的拉力以及传送带的向左的摩擦力(平衡力)
End
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