功率与机车的启动

第3节功率做功的快慢两种方式都可以说明起重机做功比人快。在建筑工地上要把砖块送上楼顶，可以用手推车，也可以用起重机吊车，有什么不同?做功的快慢用挖掘机挖土和一个工人单独挖土比较哪一种方法更快？做功的快慢平均功率和瞬时功率1.求平均功率WPtPFv注意：（1）式中是总功除以总时间，即便是停止的那段时间也包括在内。（2）式只能适用于匀变速直线运动。（1）（2）估算例题中学生（正常体重）在体育课上进行跳绳测试，他一分钟连续跳了120下，腾空高度约为5cm，则他克服重力做功的平均功率接近于A．5WB．50WC．500WD．1000W设体重500N，一次克服重力做W=mgh=500N×0.05m=25J所以平均功率约为：P=3000/60=50w60s跳120次所做的总功为：W总=120×25J=3000J瓦特詹姆斯·瓦特：1736年1月19日生于英国格拉斯哥，由于身体不好未受过系统教育，自学了天文学、化学、物理学和解剖学，还在父亲的工厂里学到机械制造知识，后来他到伦敦的一家钟表店当学徒。1763年他到格拉斯哥大学工作，对原始蒸汽机作了重大改进，发明了单缸单动式和单缸双动式蒸汽机，提高了蒸汽机的热效率和可靠性。1785年，因对蒸汽机改进的重大贡献被选为英国皇家学会会员和法兰西科学院外籍院士。1819年8月25日瓦特在希斯菲尔德逝世。平均功率和瞬时功率2.求瞬时功率注意：（1）F和V必须在同一条直线上才能带入计算，不共线时，先分解，再带入。（2）功率P有可能是负数，只不过我们只想表示做功快慢，一般都是取其绝对值。P=FV经典例题长为L的细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，开始时，细线被拉直，并处于水平位置，球处在与0点等高的A位置。现将球由静止释放，它由A运动到最低点B的过程中，重力的瞬时功率变化的情况是A．一直在增大B．一直在减小C．先增大后减小D．先减小后增大答案：C估算例题在平直的公路上以一般速度行驶的自行车，所受阻力约为人和车总重的0.02倍，若人和车的质量约为100kg，骑车人的功率最接近于A.10-1kWB.10-3kWC.1kWD.10kW答案：A自行车长时间功率约70W；优秀运动员短时间功率可达到1kW。自行车功率汽车的功率宝马X5的功率可以达到225Kw高铁（动车）机车的输出功率为9600kW电力机车的功率太空涡轮泵功率46225千瓦一些常见机器设备的功率人的平均功率70瓦马的平均功率350瓦五羊125型摩托车7350瓦桑塔纳小轿车66千瓦解放CA141货车99千瓦东风4型内燃机车2646千瓦韶山型电力机车4.2兆瓦万吨级远洋货轮7—23兆瓦走访调查一下电动车的功率为多少?实践调查：功率习题课机车的启动开始汽车的功率为最大功率P额（额定功率）开始阶段：由P=FV得F=P/V可知F很大（趋近于无穷大），所以a=(F-f)/m也很大，所以V会迅速增大随着V增大，而P不变（P额），再由F=P/V可知F不得不减小，a也随之减小则汽车做加速度逐渐减小的加速运动。恒定功率的启动经历一段加速时间后当F减小至f时，a=0，物体不再加速（速度达到最大值），处于匀速直线运动状态。恒定功率的启动恒定功率的方式启动不是匀加速运动。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）。最大速度(匀速运动时的速度)Vmax=P额/F，此时F=f，所以Vmax=P额/f用图像表示速度随时间变化的情况恒定功率的启动VtVmax图象的弯曲形状表明加速过程中a逐渐减小12用图像表示功率随时间变化的情况恒定功率的启动PtPmax12开始阶段机车的牵引力F恒定，根据a=(F-f)/m，可得a恒定，物体做匀加速直线运动，则V均匀增大。由P=FV可知，P也均匀增大。经过一段匀加速后功率达到最大值P额后，F仍然大于f，汽车还要加速。但在P恒定（P额）的情况下，若V增大，F不得不减小，则a也随之减小。此阶段汽车做加速度逐渐减小的加速运动。恒定加速度（恒力）的启动第一阶段汽车做匀加速运动，F不变，a不变，V均匀增大，P均匀增大；第二阶段汽车做加速度减小的加速运动，P不变，V增大，F减小，a减小；当F减小至f那么大时，a=0，物体速度不再增大（速度达到最大值），此时汽车进入第三阶段匀速直线运动状态。恒定加速度（恒力）的启动用图像表示速度随时间变化的情况VtVmax123V1恒定加速度（恒力）的启动第一阶段匀加速运动结束时的速度并没有达到（全过程中的）最大速度．用图像表示功率随时间变化的情况PtP额123恒定加速度（恒力）的启动1.恒定加速度（恒力）的启动不是一直都做匀加速运动，只是开始一段时间匀加速，当机车功率达到额定功率以后是变加速运动，速度达到最大值之后是匀速直线运动。2.匀加速时功率不恒定，这个过程中发动机做的功只能用W=Fs计算（F是恒力），不能用W=Pt计算（因为P为变化的功率）。恒定加速度（恒力）的启动3.匀加速运动结束时机车的速度并不是最大速度。此时F＞ｆ，之后还要在功率不变的情况下变加速才达到最后的最大速度Ｖmax4.同等条件下，两种启动方式过程不同，但最后的最大速度是相等的。都表示为Vmax=P额/f恒定加速度（恒力）的启动