1.功与功率
1.知道什么是功,知道W=Flcosα的使用条件,并会用W=Flcosα进行有关计算。
2.理解正功和负功的含义,会计算总功。
3.理解功率、平均功率和瞬时功率的含义,会用P=和P=Fvcosα进行相关运算。
4.掌握机车的两种启动方式的分析方法。
1.功
(1)力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
(2)做功的公式:W=Flcosα,其中F、l、α分别为力的大小、位移的大小和力与位移方向的夹角。当力F与位移l同向时,W=Fl。
(3)功是标量。在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J。1 J等于1 N的力使物体在力的方向上发生1 m的位移的过程中所做的功。
2.正功和负功
(1)当α=时,W=0,力对物体不做功。
(2)当0≤α<时,W>0,力对物体做正功。
(3)当<α≤π时,W<0,力对物体做负功。
(4)当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功,是各个力分别对物体所做功的代数和。可以证明,它也就是这几个力的合力对物体所做的功。
3.功率
(1)定义:功W与完成这些功所用时间t的比值。
(2)定义式:P=。
(3)单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。1 W=1 J/s,1 kW=103 W。
(4)物理意义:功率是表示做功快慢的物理量。
(5)功率与速度
①功率与速度的关系式:P=Fv(F与v方向相同)。
②推导
―→P=Fvcosα
P=Fv
(α为力F与运动方向的夹角)
③平均功率和瞬时功率
当P=Fv 中的速度v是物体在恒力F作用下的平均速度时,功率P是指从计时开始到时刻t的平均功率。如果时间间隔非常小,上述平均速度就可以看作瞬时速度,这个关系式也就可以反映瞬时速度与瞬时功率的关系。
④应用:汽车上坡时司机要用“换挡”的办法减小速度,来得到较大的牵引力。不过,在发动机输出功率一定时,减小速度提高牵引力或通过减小牵引力而提高速度,效果都是有限的,所以,要提高速度和增大牵引力,必须提高发动机的额定功率。