重力对物体做多少功?()前和后重力对物体做功的功率各是多大?()这时间内重力对物体做功的功率是多大?()
指出即使是同一个力对物体做功,在不同时间内做功的功率也可能是有变化的。因而,用求得的功率只能反映t时间内做功的快慢,只具有平均的意义。板书如下:
(1) 平均功率
为平均功率的定义式。
(2)瞬时功率
为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢,引入了瞬时功率的概念,即瞬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(),
而,故有
仍为平均功率。
上式中,当时,即为瞬时速度,因而有下式:
此为瞬时功率计算公式
讨论:
①如果作用于物体上的力为恒力,且物体以速度匀速运动,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。
②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),根据可知:
当路面阻力较小时,牵引力也小,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,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,即当以后,这种情况不可能实现。