功率学习导航在建筑工地上要把砖块送上楼顶，可以用手推车，也可以用起重吊车( 图1)，两者有什么不同? 耕作同一块农田，可以用牛来耕地，也可以用拖拉机来耕地，两者又有什么不同?这里做的功是相同的 , 但做功的快慢是不同的。日常生活和生产中的大量事例表明 , 对机械而言重要的不仅仅是它能做多少功 , 还有它做功的快慢。这就牵涉到功率问题。提高机械做功的功率有极重要的现实意义。图 1？用什么物理量来描述做功的快慢呢 ?自主活动-请你比较一下下面两种情况下做功的快慢。 一个人在 1min 内将质量为 20kg 的箱子提升到 5m 高处。起重机在20s内将质量为1t 的货物提高10m, 谁做功快 ? 快多少倍 ?在功的大小不同，做功的时间也不同的情况下，通常都是先把功算出来，然后将结果除以做功时间，这个比值反映了做功的快慢，叫做功率。一些功率的数值 P / W远程火箭发动机 2 1013三峡电站水流 1.8 1010喷气客机 21 1O8万吨级巨轮 7.4 106汽车发动机 (0.51.5) 105摩托车 2.0 103人的平均功率 1 1021. 功率 (power)(l) 功 W 跟完成这些功所用时间 t 的比值，叫做功率。功率用P来表示，则有在 SI 制中功率的 单位是 W 。(2)功率的另一种表达式 功率等于速度 v 和物体在速度的方向上作用力 F 的乘积。(3) 平均功率和瞬时功率 ？已知牵引力及牵引的速度 , 怎样计算功率 ?由 P= W/t, w=Fs, 可得P=Fv 注意：这里的 F 应当是速度v方向上的作用力。当力对物体做功时, 如果物体在某段时间内做变速直线运动 , 上式中v 取平均速度, 则求得的功率是这段时间内的平均功率。v 若是某一时刻的瞬时速度，则求得的就是这一时刻的瞬时功率。如果物体在某段时间内做匀速直线运动, 求得的功率既是平均功率，又是瞬时功率。？机械做功的快慢可以无限增加吗 ?现在让我们来讨论一个问题：人做功为什么不能像汽车发动机做功那样快, 汽车发动机做功为什么不能像火箭发动机做功那样快? 机械做功的快慢可以无限地增加吗 ? 回答是 不可能的 。这跟机械的结构与性能有关。每一台机械都有一个允许长时间工作的合适的最大功率 , 叫做额定功率。后面我们将要学习到 , 这跟能量的消耗有关。通常发动机超额运行会熄火、损坏 , 人体作为特殊的 机械 也是如此：过度劳累常常会生病 , 运动员超大运动量训练往往也会休克、受伤.人们在选择机械时，要选择额定功率合适的机械。功率选小了，无法正常工作；功率选得太大了，造成浪费。输入功率与输出功率不相等 ! 图 22.额定功率和实际功率机械正常工作时允许达到的最大功率叫做额定功率。实际运行时的功率叫做实际功率，它可以小于或等于机械的额定功率，但不应该大于机械的额定功率。机械在额定功率下，其运行速度v与作用力F成反比。? 机械在额定功率下运行时 , F 与 v 有怎样的关系 ?一台机械在额定功率下运行 , 根据 P 额 =Fv 可知, 为了维持额定功率不变, F 增大时 v 要减小；F 减小时 v 可以增大。 F与 v 成反比关系。例如汽车在平路上开行时, 可以有较大的速度； 在上坡时，因为需要较大的力，就要减小速度。示例 一台起重机以 Fl=2.1 103N 的牵引力 , 将质量 m=200kg 的货物从静止起匀加速竖直向上提升 , 经过一段时间, 速度达到2m/s。如果该起重机的额定输出功率是 5103 W (g 取 10 m/s2) , 求： (1) 在此过程中起重机的平均功率。(2) 在此过程中起重机的最大瞬时功率。(3) 货物匀速上升的速度是多大 ?分析: 要求平均功率和瞬时功卒 , 必须明确所指的是哪一段时间内 ( 或位移内 ) 的平均功率和哪一时刻( 或位置)的瞬时功率。本题第 (1) 问求的是货物速度从 02m/s 这段时间内的平均功率。由于货物在提升过程中做初速为零的匀加速直线运动, 因此 V = Vt/2=1m/s. 第 (2) 问实际上是求速度达到 2m/s 时刻的瞬时功率。第 (3) 问要求货物匀速上升的速度 , 就必须先求出此时的牵引力。根据物体平衡条件 , 这时的牵引力是F2= mg=200 10 N =2 103N, 从而可以求出提升货物的速度。解答：（1）P=F1V=F1Vt / 2=2.1101W=2.1103W (2)Pt =F1V t=2.l 103 2W=4.2 103 W(3) 由于 P额 =F2 V, V= P额 / F2=5103 / 2103 m/s=2.5m/sSTS -下表列出某种型号轿车的部分数据, 据表中数据回答下列问题 :1. 该车以最高速度运行时，轿车的最大牵引力为多大 ?2. 如果把 0l00km / h 的加速过程看做匀加速直线运动，则汽车的加速度为多大 ?3. 图 8-17 是轿车中用于改变车速的排挡。手推杆到不同位置 , 可获得不同的运行速度，从 15 逐挡速度增大R是倒车挡。试问起步或上桥时变速杆应分别推至哪一挡 ?型轿车 ( 部分数据 )长/mm宽/mm高/mm 48711835 1460净重 /kg 1500传动系统 前轮驱动与挡变速发动机排量/L 2.2 最高时速 /kmh-1 232 0100km / h 的加速时间/s 9.9 最大功率 /KW 152发动机型式 直列 4 缸 4用心 爱心 专心