第五章 機(jī)械能
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第一節(jié).功和功率
一.功
1.功的定義
一個物體受到力的作用,如果在力的方向上發(fā)生一段位移,我們就說這個力對物體做了功。
2.公式
討論:
(1)做功的兩個要素:力和在力的方向上的位移;
(2)式中W= Fscosθ中F必須是恒力;
(3)正功和負(fù)功
3.功是標(biāo)量
4.功的單位:焦耳(J) 1J=1N•1m=1N•m
二.功率
1.定義
功跟完成這些功所用時間的比值,叫做功率。
2.公式
1)P=W/t是定義式,求出的是平均功率,P=Fv是導(dǎo)出式,如果F是恒力可求平均功率,否則可求即時功率;
(2)式P=Fv中F、v必須是同向;
(3)一般不求阻力的功率。
(4)汽車的運(yùn)動
汽車正常工作時的功率叫額定功率,汽車功率不能長時間地超過額定功率,汽車發(fā)動機(jī)的功率指的是牽引力的功率,不是汽車所受合力的功率。
A.當(dāng)汽車以額定功率運(yùn)行時
P=Fv開始時,v較小,f較小,P一定,所以F較大,F(xiàn)>f,a>0,汽車做變加速運(yùn)動,隨v增加,F(xiàn)變小,f 變大,當(dāng)F=f時,a=0,速度達(dá)到最大,以后汽車做勻速直線運(yùn)動。
B.汽車牽引力恒定時
汽車以恒力運(yùn)動,當(dāng)v增大到Fv=P額時,重復(fù)A的運(yùn)動;
3.功率單位:瓦特 (W)1W=1J/s 1kW=1000W
第二節(jié).能量 動能
復(fù)習(xí)提問:
1.功的定義,表達(dá)式;2.功率的定義,表達(dá)式。
練習(xí)題:
額定功率為80kW的汽車,在水平公路上行駛的最大速度可達(dá)20m/s,汽車的質(zhì)量為2噸,若汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,設(shè)運(yùn)動過程中阻力不變,加速度大小為2m/s2,求:
(1)汽車所受阻力;
(2)3秒末汽車的即時功率;
(3)這個勻加速過程維持多長時間;
(4)維持汽車做勻加速直線運(yùn)動過程中汽車發(fā)動機(jī)做多少功?
解:(1)P=Fv v最大時,F(xiàn)=f 所以
f=F=P/vm=4000N
。ǎ玻
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