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时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量.提出瞬时功率如何计算的问题后,作如下推导:一段较短时间内的平均功率可以写成如下公式:P=WtWFst,而stv所以:PFv当t值足够小时,v就表示某一时刻的瞬时速度,所以这时P就表示该时刻的瞬时功率.因此P=Fv就是瞬时功率计算公式讨论:①如果作用于物体上的力F为恒力,且物体以速度v匀速运动,则力对物体做功的功率保持不变.此情况下,任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的.
f②很多动力机器通常有一个额定功率,且通常使其在额定功率状态工作如汽车,根据P=Fv可知:当路面阻力较小时,牵引力F也小,v可以大,即汽车可以跑得快些;当路面阻力较大,或爬坡时,需要比较大的牵引力,v必须小.这就是爬坡时汽车换低速挡的道理.③如果动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作,例如汽车刚刚起动后的一段时间内,速度逐渐增大过程中,牵引力仍可增大,即F和v可以同时增大,但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度,即当FvP额.以后,这种情况不可能实现.应用公式P=Fv计算m=1kg的物体做自由落体运动中下落1s末和2s末的瞬时功率.由v1=10ms按公式求得P1=100J;由v2=20ms按公式求得P2=200J.根据上述结果启发学生思考瞬时功率的物理意义.最后指出,此题中是重力对物体做功,使重力势能逐渐向动能转化.随着时间的延续,重力势能向动能转化加快.3、例题讲解例1、如图1所示,位于水平面上的物体A的质量m=5kg,在F=10N的水平拉力作用下从静止开始向右运动,位移为s=36m时撤去拉力F.求:在下述两种条件下,力F对物体做功的平均功率各是多大?取g=10ms2
1设水平面光滑;2设物体与水平面间的动摩擦因数μ=015.解答过程可分为三个阶段:①让学生计算力F在36m位移中所做的功,强调功只由F和s这两个要素决定,与其它因素无关,因而两种情况下力F做的功相同,均为W=360J.②由同学计算这两次做功所用的时间.用牛顿第二定律求出:
分别求出t1=6s,t2=12s.③用功率的定义式即平均功率的计算公式求得P1=60W,P2=30W.如果有的同学用公式vt22αs分别求出每次的末速度,再用公式:
求出每次的平均速度和,最后用
求得最
后结果也可以,并指出这是解决问题的一另一思路。
例2、如图2所示,位于水平面上的物体A,在斜向上的恒定拉力作用
下,正以v=2ms的速度向右做匀速直线运动.已知F的大小为100N,方向
与速度v的夹角为37°r
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