第7章 第3节功率 课件 (共20张PPT)

(共20张PPT)
第七章
机械能
三
功率
一台耕地机一天能耕地约20亩田地
一头牛一天能耕地五亩田地
谁做的功快?
一部收割机收割一亩水稻用半小时
一个农民收割一亩水稻用一天
谁做的功快?
功率
2、单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W，1W＝1J/s
千瓦
1kW＝1000W。
1、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。
3、物理意义：反映力对物体做功的快慢。
P＝
t
W
4、功率是标量：只有大小，没有方向
功率的另一种表达式
W＝Flcosα
P＝
t
W
P＝Fvcosα
P＝
t
Flcosα
v
F
α
v1
v2
F
α
v
F2
F1
P＝vFcosα
P＝Fvcosα
v＝
t
l
功率与速度的关系
P＝F
v
cosα
若v表示瞬时速度，则P
表示瞬时功率
若
v表示平均速度，则P
表示平均功率
当F与v同方向时（α＝0），P＝Fv
计算功率的基本思路
(1)首先要弄清楚是平均功率还是瞬时功率。
(2)平均功率与一段时间(或过程)相对应。
(3)瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率。求解瞬时功率时,如果F与v不同向,可用力F乘以F方向的分速度,或速度v乘以速度方向的分力求解。例如：平抛（斜抛）、斜面上运动的重力功率的求解
练习
从空中以40m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体，不计空气阻力，取g=10m/s2,求：
（1）在抛出后3s内重力的功率
（2）在抛出后3s时重力的功率（3s时未落地）
什么是额定功率？
什么是实际功率？
两种功率
机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。
是指机器工作中实际输出的功率
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丝拉力的功率
P=Fv中三个量的制约关系:
P一定时F与v成反比,例如汽车上坡时,要增大牵引力,应换低速挡减小速度;
v一定时F与P成正比,例如汽车开到比较粗糙的水平面上,要使速度不变,应加大油门,增大输出功率,获得较大牵引力；
F一定时v与P成正比,例如汽车在高速路上,加大油门增大输出功率,可以提高速度。
两种启动
首先：机车启动符合
F牵
并且：机车启动的加速度
F阻
以额定功率P额启动
v
瞬时速度
V↑
牵引力
F↓
加速度
a
↓
F>f
a>0
F=f，a=0
V最大
结论：在额定功率下，当汽车做匀速运动时，速度最大。
v
瞬时速度
V↑
牵引力
F↓
加速度
a
↓
F>f
a>0
F=f，a=0
V最大
变加速
匀速
以额定功率P额启动
加速度a一定
速度v
v=at
牵引力不变
匀加速直线运动
达到最大速度vm
变加速直线运动
功率P
Pv
F
a
保持P额继续加速
达到P额时
F>f
以恒定的牵引力F启动
2、当F=f时速度最大
1、先匀加速再变加速最后匀速
机车启动问题
机车以恒定加速度启动的v－
t
图
附：机车启动问题
v
t
0
vm＝
F阻
P额
vm
匀加速结束时不是整个过程的最大速度,此时v=P额/F
t1
v1
总结：
(1)无论哪种启动过程,机车最终的最大速度都等于其匀速运动时的速度,
(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中,匀加速过程结束时,功率最大,速度不是最大,即
质量4t的机车，发动机的最大输出功率为100kW，运动阻力恒为2×103N，试求；
（1）当机车由静止开始以0.5m/s2的加速度沿水平轨道做匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和达到该最大速度所需的时间。
（2）若机车保持额定功率不变行驶，能达到的最大速度以及速度为10m/s时机车的加速度。
Vm=25m/s
t=50s
Vm=50m/s
aˊ=2m/s2
课堂小结
1、功率表达式；
2、平均功率与瞬时功率；
3、额定功率与实际功率；
4、恒定功率起动和恒定加速度起动