2023教師資格證筆試物理科目：功與功率

http://ningxia.hteacher.net 2023-07-28 09:52 寧夏教師資格證 [您的教師考試網(wǎng)]

1.功

功是力和作用在力的方向上通過(guò)的位移的乘積，是描述力對(duì)空間積累效應(yīng)的物理量，是過(guò)程量。力學(xué)范圍里的功是機(jī)械功，一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，物理學(xué)中就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。功描述力的空間積累效應(yīng)，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。如果物體在恒力F的作用下發(fā)生的位移為s，力F與位移s之間的夾角為α，那么力F對(duì)該物體做的功為W=Fscosα。這里所說(shuō)的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)，所以物體的位移也就是力的作用點(diǎn)的位移。

在一般情況下，物體運(yùn)動(dòng)的軌跡往往是曲線(xiàn)，作用在物體上的力也是變力。計(jì)算變力對(duì)物體做的功時(shí)，可將物體運(yùn)動(dòng)的路程分成許多極小的小段，在各個(gè)小段內(nèi)，力可視為不變，物體的運(yùn)動(dòng)也可以看作是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因此，在一小段△s內(nèi)力F所做的功為△W=F△scosα，式中α為F與△s之間的夾角。再將這些小段上的功加起來(lái)，就可以得到在曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中變力對(duì)物體所做的功，即W=∑Fi△si。

功的單位是焦耳，國(guó)際符號(hào)是J。

功是標(biāo)量，但有正功和負(fù)功的區(qū)別。當(dāng)0°≤α<90°時(shí)，w>0，力對(duì)物體做正功;當(dāng)90°<α≤180°時(shí)，W<0，力對(duì)物體做負(fù)功，往往也說(shuō)成物體克服這個(gè)力做功(取正值)。功的正、負(fù)不表示大小，更不表示方向，而表示是動(dòng)力做功還是阻力做功。功的正、負(fù)是為研究功和能量轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系方便起見(jiàn)而引入的。

如果物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到幾個(gè)力的作用，那么各個(gè)力對(duì)物體各做各的功，合外力對(duì)物體做的功等于每個(gè)外力所做功的代數(shù)和。

由于位移是相對(duì)參照系而言的，因此功的計(jì)算與參照系有關(guān)，一般取地面或相對(duì)地面靜止的物體作為參照系。

2.功率

功率是表示力對(duì)物體做功的快慢的物理量。功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫做功率。額定功率是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的功率;實(shí)際功率是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定功率。每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)都有一個(gè)額定功率，額定功率是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的功率。例如，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P=Fv，P是實(shí)際輸出的功率，它一般小于或等于額定功率。P一定時(shí)，牽引力F與汽車(chē)的速度v成反比。

交通工具的啟動(dòng)通常說(shuō)的機(jī)車(chē)的功率或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率實(shí)際是指其牽引力的功率。以恒定功率P啟動(dòng):機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后以速度vm=P/f 作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。以恒定牽引力F啟動(dòng):機(jī)車(chē)先作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為v1=P/F，而后開(kāi)始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后以速度vm=P/f作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

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責(zé)任編輯：寧夏分校