功和功率一、机械功1功的概念(1)功所描述的是力的空间积累效应。物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，就说力对物体做了功。在国际单位制中，功的单位是：焦耳。(2)功是过程量，即做功必须经过一段时间。2功的两个要素（1）力（2）在力的方向上发生位移。3功的公式(1)若恒力大小为F，物体位移为S，力与位移夹角为，则功的公式可写为：WFScos(2)式中的F应为恒力，F可以是某一个力，也可以是物体受的合外力。功的公式即可以计算某个力做功，也可以计算合力做功。(3)功是标量，只有大小没有方向。因此合外力的功等于其各力做功的代数和。(4)功的正、负与零功根据功的计算公式 W=FScos可得出下列几种情况：当=90时，cos=0，则 W0，即力对物体不做功。例如圆周运动的向心力。当90时，cos0，则W0，此时力F对物体做正功。当90时，cos0，则W0为负值，此力做负功，叫物体克服此力做功。二、功率1功率的概念（1）功率是描述做功快慢的物理量。也就是说，功率等于功跟完成这些功所用时间的比值。(2 )功率是标量。国际单位制中功率的单位为瓦(W)。2功率的公式(1)PW/t (2)PFVcos 【说明】(1)公式(1)是定义式，但中学阶段只能用它计算平均功率。而(2)式可用于计算瞬时功率和平均功率。(2)对于机车，由于F与v一般方向一致，故(2)式可写为P=Fv。机车在实际运行中有两种理想模式：额定功率下运行：机车运行时受两个力：牵引力F和阻力f。设输出功率为P，行驶速度为v，那么P=Fv。机车刚开动时，行驶速度v较小，牵引力较大。在所受阻力f不变时，这时Ff，机车加速行驶。随着v的增大，由P=Fv知，F减小，f增大。当F=f时，机车以最大速度vm匀速行驶。这时输出功率PFmax=fmax。匀加速起动的运动过程是：先是牵引力F恒定，输出功率P随物体运动 v的增大而增大。在阻力f一定时，加速度a恒定，物体做匀加速运动，当输出功率增大到等于额定功率后不能在增大，此后速度再增大就需减少牵引力，故物体再做变加速运动直至到达最大速度。2