一物体在相同水平外力 F 作用下第一次沿光滑水平面从静止开始运动一段位移,第二次沿粗糙水平面从静止开始加速前进了相同的位移,则在这两个过程中该力做的功 W 1 和 W 2 ,及位移终点处力 F 的功率 P 1 和 P 2 的关系为( )
A . B .
C . D .
D
【详解】根据
W = Fx
可知,两过程中力 F 相同,位移 x 相同,则功相等,即
根据
F - f = ma
可知在光滑水平面上的加速度较大,根据
v 2 =2 ax
可知:在通过相同距离的情况下,在光滑水平面上运动时到达位移终点时速度较大,根据
知
P 1 > P 2
故选 D 。
功率:
1、功率的定义:功与完成这些功的所用时间的比值叫做功率,功率是表示力做功快慢的物理量,是标量。
2、功率的定义式:,所求出的功率是时间t内的平均功率(功率的单位瓦特,简称瓦,符号W)。
3、功率的计算
①,表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用。
②P=Fvcosθ,其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法:
求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小,v取瞬时值,对应的P为F在该时刻的瞬时功率;
当v为某段位移(时间)内的平均速度时,则要求这段位移(时间)内F必须为恒力,对应的P为F在该段时间内的平均功率。
4、机车功率问题:交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率。
①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动;
②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
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