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1、第七章第七章 机械能机械能二 功率2021/8/11 星期三1思考做功不同，做功不同，时间相同时间相同做功相同，做功相同，时间不同时间不同2021/8/11 星期三2功功率率2、单位：单位：瓦特瓦特，简称，简称瓦瓦，符号是，符号是W，1、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。叫做功率。3、物理意义：反映力对物体、物理意义：反映力对物体做功的快慢做功的快慢。PtW比值法比值法还有哪些学过的还有哪些学过的物理量也是用比物理量也是用比值法定义的？值法定义的？4、功率是、功率是标量标量1W1J/s 技术上常用千瓦（技术上常用千瓦（kW）作为功率的）作为功率
2、的单位，单位，1kW1000W。2021/8/11 星期三3额定功率、实际功率1 1、额额定定功功率率：是是指指机机器器正正常常工工作作时时的的最最大大输输出出功功率率，也也就就是是机机器器铭铭牌牌上上的的标称值。标称值。2 2、实实际际功功率率：是是指指机机器器在在工工作作中中实实际际输出的功率输出的功率。3 3、注注意意：机机器器不不一一定定在在额额定定功功率率下下工工作作，机机器器正正常常工工作作时时实实际际功功率率总总是是小小于于或或等等于于额额定定功功率率，机机器器只只能能在在短短暂暂时时间间内内实实际际功功率率略略大大于于额额定定功功率率，但但不允许长时间超过额定功率。不允许长时间
3、超过额定功率。额定功率和实际功率一定相等吗？额定功率和实际功率一定相等吗？2021/8/11 星期三4n n 在日常生活中，我们经常说某台机在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，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实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：率。例如：汽车的功率就是汽车牵汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。率就是钢绳拉力的功率。说说明明2021/8/11 星期三5练习练习n1.1.关于功率，下列说法中正确的是关于功率，下列说法中正确的是 nA A、功率是说明做功多少的物理
4、量、功率是说明做功多少的物理量nB B、功率是说明力做功快慢的物理量、功率是说明力做功快慢的物理量nC C、做功时间越长，功率一定小、做功时间越长，功率一定小nD D、力做功越多，功率一定大、力做功越多，功率一定大B2021/8/11 星期三6n n2.某人用同一水平力某人用同一水平力F 先后两次拉同一先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离进距离l，第二次使此物体沿粗糙水平，第二次使此物体沿粗糙水平也前进距离也前进距离l，若先后两次拉力做的功，若先后两次拉力做的功为为W1和和W2，拉力做功的功率是，拉力做功的功率是P1和和P2，则，则 n nA
5、、W1=W2，P1=P2 n nB、W1=W2，P1P2 n nC、W1W2，P1P2 n n D、W1W2，P1=P2B2021/8/11 星期三7平均功率、瞬时功率平均功率：描述在一段时间内做功的平平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢均快慢瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢PtW当当 t 很短很短很短很短时，此式表示时，此式表示瞬时功率瞬时功率当当 t 表示一段表示一段时间时，此式时间时，此式表示平均功率表示平均功率2021/8/11 星期三8功率的另一种表达式 WFlPtWPFvPt FlvtlV V与与F F同向同向2021/8/11 星期三9功率
6、与速度的关系PF v若若v表示瞬时速度，表示瞬时速度，则则P 表示瞬时功率表示瞬时功率若若 v表示平均表示平均速度，则速度，则P 表表示平均功率示平均功率对于公式对于公式 P=F v1、当当P 一定时，一定时，F 和和 v 有什么关系？有什么关系？2、当、当F 一定时，一定时，P 和和 v 有什么关系？有什么关系？3、当、当v 一定时，一定时，F 和和 P 有什么关系？有什么关系？2021/8/11 星期三10解：解：由由P=Fv 得得匀速行使时匀速行使时,汽车的牵引力汽车的牵引力F=F阻阻=1800N某型号汽车发动机的额定功率为某型号汽车发动机的额定功率为60kW60kW,在水平路在水平路面
7、上行使时受到的阻力是面上行使时受到的阻力是1800N1800N,求发动机在额定求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下在同样的阻力下,如如果行使速度只有果行使速度只有54km/h54km/h,发动机输出的实际功率发动机输出的实际功率是多少是多少?FP v=180060000=m/s=33.3m/s=120km/hv=54km/h=15m/s以较低的速度行使时以较低的速度行使时,P=Fv=180015W=27kW注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率课本例题2021/8/11 星期三11 质量质量质量质量m=3kgm=3kg
8、的物体，在水平力的物体，在水平力的物体，在水平力的物体，在水平力F=6NF=6N的作用下的作用下的作用下的作用下,在光滑平面上从静止开始运动，运动时间在光滑平面上从静止开始运动，运动时间在光滑平面上从静止开始运动，运动时间在光滑平面上从静止开始运动，运动时间t=3s.t=3s.求：求：求：求：（a a）力）力）力）力F F在在在在t=3st=3s内对物体所做的功内对物体所做的功内对物体所做的功内对物体所做的功?(b)(b)力力力力F F在在在在t=3st=3s内对物体所做的功的平均功率内对物体所做的功的平均功率内对物体所做的功的平均功率内对物体所做的功的平均功率?(c)(c)在在在在3s3s末
9、末末末,力力力力F F对物体所做的功的瞬时功率对物体所做的功的瞬时功率对物体所做的功的瞬时功率对物体所做的功的瞬时功率?解：a=F/m=2m/s2t=3s内物体的位移:s=1/2at2=9(m)3s 末的速度:V=at=6(m/s)（a）W=Fs=54(J)(b)P=w/t=18(W)(c)P=Fv=36(w)FFNmg补补补补充充充充例例例例题题题题2021/8/11 星期三122 2、定义式：、定义式：小结PtW1 1、物理意义：表示做功快慢的物理量、物理意义：表示做功快慢的物理量3、计算式：、计算式：P=F v该式一般用于求该式一般用于求平均功率平均功率4 4、单位：在国际单位制中、单位
10、：在国际单位制中 瓦特瓦特 W该式用于求该式用于求瞬时功率、平均功率瞬时功率、平均功率2021/8/11 星期三13类型类型1 1：机车以恒定功率：机车以恒定功率 P 启动启动附：机车启动问题PF v发动机的发动机的实际功率实际功率发动机的牵引力发动机的牵引力机车的瞬机车的瞬时速度时速度当当F=F阻阻时，时，a0，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速vFvPamFF阻阻vmF阻阻P加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的变加速直线运动变加速直线运动匀速直匀速直线运动线运动2021/8/11 星期三14vm机车以恒定功率启动的机车以恒定功率启动的v t 图图附：机车启动问题 先做加速度逐渐减小的变
11、加速直线运动，最终以速度先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度 做匀速直线做匀速直线运动。运动。vmF阻阻Pvt02021/8/11 星期三15类型类型2 2：机车以恒定加速度：机车以恒定加速度 a 启动启动附：机车启动问题当当F=F阻阻时，时，a0，v达到达到最大最大 保持保持 vm匀速匀速FvP额额amFF阻阻vvmF阻阻P额额加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的变加速直线运动变加速直线运动匀速直匀速直线运动线运动amFF阻阻FvPF v当当P=P额额时，保时，保持持P额额继续加速继续加速匀加速直线运动匀加速直线运动2021/8/11 星期三16机车以恒定加速度启动的机车以恒定加速度启
12、动的v t 图图附：机车启动问题 先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度终以速度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。vt0vmF阻阻P额额vm2021/8/11 星期三17 5、功率和能量的关系、功率和能量的关系1）、由于功是能量转化的量度，因此功）、由于功是能量转化的量度，因此功率可以用来描述能量从一个物体转移到另率可以用来描述能量从一个物体转移到另外一个物体或有一种形式转化另一形式时外一个物体或有一种形式转化另一形式时的快慢程度。的快慢程度。2）、功率不仅存在于物体做机械运动的情）、功率不仅存在于物体做机械运动的情形，只要能量发生转移或转化就有功率存形，只要能量发生转移或转化就有功率存在在。3）、功率是反映能量转移或转化快慢）、功率是反映能量转移或转化快慢的物理量的物理量2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19