知识讲解--功率和机车启动--基础

《知识讲解--功率和机车启动--基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、功率与机车的启动编稿：周军审稿：隋伟【学习目标】1.理解功率的概念，能应用功率公式p=—进行有关的计算.t2.正确理解公式P=Fvcosa的意义，并能进行计算和解释有关现象.3.知道什么是瞬时功率和平均功率、实际功率和额定功率，会在具体问题中计算瞬时功率和平均功率.4.熟悉机车启动的两种方式。【要点梳理】要点一、功率要点诠释：1.物理意义功率是表示做功快慢的物理量。所谓做功快慢的实质是物体（或系统）能量转化的快慢。2.功率的大小W力做的功和做这些功所用吋间的比值叫功率，即：P=—=Fvcosa,其中a是力与速度间

2、的夹角这两种表达形式在使用中应注意：（1）p=—是求一个力在t时间内做功的平均功率。t（2）P二Fvcosa有两种用法：①求某一吋刻的瞬吋功率。这吋F是该吋刻的作用力大小，v取瞬吋值，对应的P为F在该吋刻的瞬吋功率；②求某一段时间内的平均功率。当v为某段时间（位移）内的平均速度时，要求在这段时间（位移）内F为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。3.说明（1）功率和功一样，它也是属于力的。说到“功率”必须说是哪个力的功率。如：重力的功率、拉力的功率、阻力的功率、弹力的功率等。（2）平均功率描述的是做功的平均快

3、慢程度，因此说平均功率必须说明是哪段时间（或哪段位移上）的平均功率。而瞬时功率描述的是做功瞬间的快慢程度，因此说瞬时功率必须说明是哪个时刻（或哪个位置）的瞬时功率。（3）在国际制单位中功率的单位是W（瓦）。lW=U/s,lkW=103W（4）功率是标量。功率的正负（仅由a角决定）表示是力对物体做功的功率还是物体克服外力做功的功率。（5）重力的功率可表示为Pc.=mgvy,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。4.额定功率与实际功率发动机铭牌上的功率即为额定功率，它是指动力机械正常工作时的最大输出

4、功率；实际功率是机械实际工作时的功率。正常工作时，机器的实际功率不应超过它的额定功率值。要点二、关于汽车的运动分析要点诠释：（1）对机车等交通工具类问题，应明确P=F・v中，P为发动机的实际功率，机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率；F为发动机（机车）的牵引力；v为机车的瞬时速度.（2）机车以恒定功率启动的运动过程.保持r匀速速度汀F亠Va=巳!m~—m■■■■■加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直'线运动当F=F(时=>a=0Q达最大入故机车达到最大速度时a=0,F=Fj,P=Fvm=Ffvm,这一启动过

5、程的uT关系图像如图所示.(3)机车以恒定加速度启动的运动过程当P二P触时如0u仍增大匀加速直线运动►_匀速直线运妇•加速度逐渐减小的变加速直线运动'设机车保持以加速度a做匀加速直线运动的时间为t：则t=P/a(Ff+ma),此时速度v=at=P/(Ff+ma).这一启动过程的u—/关系图像如图所示.说明：(1)当发动机的功率P—定时，牵引力与速度v成反比，即Fx丄，但不能理解为v趋于零时牵引v力F可趋近于无穷大；也不能理解为当F趋于零时v可趋于无穷大。要受到机器构造上的限制。(1)用P二Fv(此时cosa二1)

6、分析汽车的运动时，要注意条件。如果汽车启动时可以看作匀加速直线运动，阻力可看作大小不变的力，则汽车的牵引力F的大小不变，由P二Fu可知发动机的功率是逐渐增大的。但是当功率达到额定功率时不再增大，由P二Fu可知牵引力F将逐渐减小，即汽车启动时做匀加速运动的时间是有限度的。在发动机功率不变的条件下，汽车加速运动的加速度将不断减小。【典型例题】类型一、关于平均功率和瞬时功率例1、质量m=2kg的物体从静止开始自由下落，lRg=10m/s2,求：(1)重力G在t=3s内対物体做的功；(2)重力G在t=3s内对物体做功的平

7、均功率；(3)在3s末，重力G对物体做功的瞬时功率。【思路点拨】物体只在重力作用下从静止开始做自由落体运动，由运动学知识可知，物体在3s内的位移和物体在3s末的速度。知道了重力、位移、速度就可以算出功和功率。【解析】(1)物体在t二3s内的位移x=—at2=—X10X9=45(m)22重力在t二3s内对物体所做的功为：扫mgx二20X45二900(J)—w(2)重力在t=3s内对物体做功的平均功率：P=—=—=300(W)t3也可以这样计算：-r45物体在t=3s内的平均速度v=—=—=15(/71/5)t3平均

8、功率：p=mg・v=20X15=300(W)(3)物体在3s末的速度v=at=10X3=30(m/s)在3s末，重力对物体做功的瞬时功率为：P二mgv二20X30二600(W)W亠【总结升华】P=—为平均功率公式；在P=Fvcosa公式中，如果v是瞬时速度得到的是瞬吋功率,t若v是平均速度得到的是平均功率，注意它们之间的区别与联系。举一反三【变式】在足够高的楼顶上，以水平