本章优化总结 功和功率的计算问题1.功的求法(1)恒力的功可根据 W=Fscos α 计算.(2)变力的功可转化为恒力的功,如图所示,物体沿斜面上滑,然后又沿斜面滑回出发点的过程中,摩擦力是变力(方向变),但若将过程分为两个阶段:上滑过程和下滑过程,则每个阶段摩擦力是恒力,可由 W=Fscos α 确定,然后求代数和,即为全过程摩擦力的功.(3)根据 W=Pt 计算某段时间内的功.如机车以恒定功率启动时,牵引力是变力,但其做功快慢(P)是不变的,故 t 时间内的功为 Pt.(4)利用动能定理 W 合=ΔEk计算总功或某个力的功,特别是变力的功.(5)由功能关系确定功,功是能量转化的量度,有多少能量发生了转化,就应有力做了多少功.(6)微元求和法.(7)利用 F-s 图像法.在 F-s 图像中,图线与坐标轴所包围的图形的面积即为力 F 做功的数值.2.功率的计算(1)计算功率的两种表达式①P=,用此公式求出的是平均功率.②P=Fv,若 v 为平均速度,则 P 为平均功率;若 v 为瞬时速度,则 P 为瞬时功率.(2)车辆启动问题的分析常用以下几个关系式① 达到最大速度时:F 牵=f.②P 额=F 牵·vm=f·vm.③F 牵-f=ma. 一辆汽车的质量是 5×103 kg,发动机的额定功率为 60 kW,汽车所受阻力恒为5000 N,如果汽车从静止开始以 0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,功率达到最大后又以额定功率运动了一段距离,最终汽车达到了最大速度.在刚达到最大速度时,汽车运动了 125 m,那么在这个过程中,汽车发动机的牵引力做了多少功
[解析] 在刚达到最大速度的整个过程中,汽车的运动可分为两个阶段,第一阶段是功率越来越大的匀加速直线运动,第二阶段是以额定功率行驶的变加速直线运动,当汽车做匀加速直线运动时,首先由牛顿第二定律 F-f=ma,求得牵引力 F=ma