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第五章機械能

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更新時間：2012-09-11
發布人：衛青山

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第五章機械能

第一節．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）正功和負功

3．功是標量
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，汽車發動機的功率指的是牽引力的功率，不是汽車所受合力的功率。
A．當汽車以額定功率運行時
P=Fv開始時，v較小，f較小，P一定，所以F較大，F>f，a>0,汽車做變加速運動，隨v增加，F變小，f 變大，當F=f時，a=0，速度達到最大，以后汽車做勻速直線運動。
B．汽車牽引力恒定時
汽車以恒力運動，當v增大到Fv=P額時，重復A的運動；
3．功率單位：瓦特（W）1W=1J/s 1kW=1000W

第二節．能量動能
復習提問：
1．功的定義，表達式；2．功率的定義，表達式。
練習題：
額定功率為80kW的汽車，在水平公路上行駛的最大速度可達20m/s，汽車的質量為2噸，若汽車從靜止開始做勻加速直線運動，設運動過程中阻力不變，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動過程中汽車發動機做多少功？
解：（１）P=Fv v最大時，F=f 所以
f=F=P/vm=4000N
　　　　（２）
　　
...

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