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1、力,功,功率之间的计算功率 功率表征作功快慢程度的物理量。单位时间内所作的功称为功率,用P表示。故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。指物体在单位时间内所做的功,即功率是表示做功快慢的物理量。 功率(英语:power)是单位时间内做功的大小或能量转换的大小。若是在时间内所做的功,这段时间内的平均功率由下式给出:瞬时功率是指时间趋近于0时的平均功率:在讨论能量转换问题时,有时用字母代替。功率 Power 表示做功快慢程度的物理量。做功的量与做功所用时间之比称为功率,它在数值上等于单位时间内所做的功,用P表示。若在时间间隔dt内作功dA,则功率为故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。计算公
2、式功率可分为电功率,力的功率等。故计算公式也有所不同。电功率计算公式:P=W/t =UI,根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到:P=I*IR=(U*U)/R在动力学中:功率计算公式:P=W/t(平均功率);P=Fvcosa(瞬时功率)因为W=F(f 力)S(s位移)(功的定义式),所以求功率的公式也可推导出P=Fv(当v表示平均速度时求出的功率为相应过程的平均功率,当v表示瞬时速度时求出的功率为相应状态的瞬时功率)。公式中的P表示功率,单位是“瓦特”,简称“瓦”,符号是W。W表示功。单位是“焦耳”,简称“焦”,符号是J。T表示时间,单位是“秒”,符号是s。力的功率为p=w/t提升物体做
3、功公式:W有 = Gh = mgh单位P表示功率,单位是“瓦特”,简称“瓦”,符号是“W”。W表示功,单位是“焦耳”,简称“焦”,符号是“J”。“t”表示时间,单位是“秒”,符号是“s”。功率越大转速越高,汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力(PS)或千瓦(kW)来表示,1马力等于0.735千瓦。1W=1J/s关于力的计算公式力(F):力是物体对物体的作用。 物体间力的作用总是相互的。 力的单位:牛顿(N)。 测量力的仪器:测力计;实验室使用弹簧测力计。 力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。 物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向
4、改变。 力的三要素:力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。 力的图示,要作标度;力的示意图,不作标度。 重力G:由于地球吸引而使物体受到的力。方向:竖直向下。 重力和质量关系:G=mg m=G/g g=9.8牛/千克。读法:9.8牛每千克,表示在地球上质量为1千克物体所受重力为9.8牛。 重心:重力的作用点叫做物体的重心。规则物体的重心在物体的几何中心上,不规则物体中心可在物体上可不在物体上。 二力平衡条件:作用在同一物体;两力大小相等,方向相反;作用在一直线上。 物体在二力平衡下,可以静止,也可以作匀速直线运动。 物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。处于平衡状态的物体所受外力的
5、合力为零。 同一直线二力合成:方向相同:合力F=F1+F2 ;合力方向与F1、F2方向相同; 方向相反:合力F=F1-F2,合力方向与大的力方向相同。 相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。 滑动摩擦力与正压力,接触面材料性质和粗糙程度有关。【滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦】 7. 牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是:一切物体在不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。 惯性:物体具有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。 浮力 1. 浮力及产生原因:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它竖直向上托的力叫浮力。方向:竖直向上;原因:液体对物体的上、下压力差。 2. 阿基
6、米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受重力。 即F浮=G液排=液gV排。 (V排表示物体排开液体的体积) 3. 浮力计算公式:F浮=G-T=液gV排=F上、下压力差 4. 当物体漂浮时:F浮=G物 且 物G物 且 物液 当物体下沉时:F浮液 高中部分 1)常见的力 1. 重力G=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s210m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近) 2.胡克定律F=kx 方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m) 3. 滑动摩擦力F=FN 与物体相对运动方向相反,:摩擦因数,FN:正压力(N) 4. 静摩擦力0f静fm (与物
7、体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力) 5. 万有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.6710-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上) 6. 静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0109N?m2/C2,方向在它们的连线上) 7. 电场力F=Eq (E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同) 8. 安培力F=BILsin (为B与L的夹角,当LB时:F=BIL,B/L时:F=0) 9. 洛仑兹力f=qVBsin (为B与V的夹角,当VB时:f=qVB,V/B时:f=0) 注: (1)劲度系数k由弹簧自身决定; (2)摩擦因数与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料
8、特性与表面状况等决定;(3)fm略大于FN,一般视为fmFN; (4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向)见第一册P8; (5)物理量符号及单位 (1) 向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心; (2) 做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。(3) 万有引力 1. 开普勒第三定律: T2/R3=K(=42/GM) R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量) 2. 万有引力定律: F=Gm1m2/r2 (G=
9、6.6710-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上) 3. 天体上的重力和重力加速度: GMm/R2=mg; g=GM/R2 R:天体半径(m),M:天体质量(kg) 4. 卫星绕行速度、角速度、周期: V=(GM/r)1/2; =(GM/r3)1/2; T=2(r3/GM)1/2 M:中心天体质量 5. 第一(二、三)宇宙速度 V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s; V2=11.2km/s; V3=16.7km/s 6. 地球同步卫星 GMm/(r地+h)2=m42(r地+h)/T2 h36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径 注 : (1) 天体
10、运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万; (2) 应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;(3) 地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同; (4) 卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反); (5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s各种称谓功率就是表示物体做功快慢的物理量,物理学里功率P=功W/时间t,单位是瓦w,我们在媒体上常常看见的功率单位有kw、ps、hp、bhp、whpmw等,还有意大利以前用的cv,在这里边千瓦kW是国际标准单位,1kW=1000W,用1秒做完1000焦耳的功,其功率就是1kw。日常生活中,我们
11、常常把功率俗称为马力,单位是匹,就像将扭矩称为扭力一样。在汽车上边,最大的做功机器就是引擎,引擎的功率是由扭矩计算出来的,而计算的公式相当简单:功率(w)=2扭矩(Nm)转速(rpm)/60,简化计算后成为:功率(W)=扭矩(Nm)转速(rpm)/9.549。由于英制与公制的不同,对马力的定义基本上就不一样。英制的马力(hp)定义为:一匹马于一分钟内将200磅(lb)重的物体拉动165英尺(ft),相乘之后等于33,000lb-ft/min;而公制的马力(PS)定义则为一匹马于一分钟内将75kg的物体拉动60米,相乘之后等于4500kg.g.m/min。经过单位换算,(1lb=0.454kg;
12、1ft=0.3048m)竟然发现1hp=4566kgm/min,与公制的1PS=4500kg.g.m/min有些许差异,而如果以瓦作单位(1W=1Nm/sec=1/9.8kg.g.m/sec)来换算的话,可得1hp=746W;1ps=735W,两项不一样的结果,相差1.5%左右。德国的DIN与欧洲共同体的新标准EEC有日本的JIS是以公制的PS为马力单位,而SAE使用的是英制的hp为单位,但由于世界一体化经济的来临和为了避免复杂换算,越来越多的原厂数据已改提供毫无争议的国际标准单位千瓦kW作为引擎输出的功率数值。折叠电功率计算公式电功率的计算公式,用电压乘以电流,这个公式是电功率的定义式,永远
13、正确,适用于任何情况。对于纯电阻电路,如电阻丝、灯炮等,可以用“电流的平方乘以电阻”“电压的平方除以电阻”的公式计算,这是由欧姆定律推导出来的。但对于非纯电阻电路,如电动机等,只能用“电压乘以电流”这一公式,因为对于电动机等,欧姆定律并不适用,也就是说,电压和电流不成正比。这是因为电动机在运转时会产生“反电动势”。例如,外电压为8伏,电阻为2欧,反电动势为6伏,此时的电流是(86)/2=1(安),而不是4安。因此功率是81=8(瓦)。另外说一句焦耳定律,就是电阻发热的那个公式,发热功率为“电流平方乘以电阻”,这也是永远正确的。还拿上面的例子来说,电动机发热的功率是112=2(瓦),也就是说,电
14、动机的总功率为8瓦,发热功率为2瓦,剩下的6瓦用于做机械功了。此电动机的效率就是有用的6瓦除以总功率8瓦得百分之75的效率。1匀功率运动匀功率运动指功率P不变的运动基本关系(无阻力):P=Fv则:s=(16pt)/(27m)v=(2Pt)/ma=P/(2mt)由于自然情况下大多数机械或生物的功率是大致不变的,匀功率运动有它的实际意义。用电器的额定功率是用电器长期正常工作时的最大功率,也是用电器在额定电压或额定电流下工作时的电功率。用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为保证用电器正常工作,要求实际功率不能大于其额定功率。电功率P=U(电压)I(电流)由欧姆定律:U=IR(电阻)可以
15、得到:P=IR=UR详细介绍功率测量用于测量电气设备消耗的功率,广泛应用于家用电器、照明设备、工业用机器等研究开发或生产线等领域中。本文重点介绍了几种功率测量的方法及其具体应用。折叠测量技术测量功率有4种方法:(1)二极管检测功率法;(2)等效热功耗检测法;(3)真有效值/直流(TRMS/DC)转换检测功率法;(4)对数放大检测功率法。下面分别介绍这4种方法并对各自的优缺点加以比较。利用二极管检测功率法用二极管检测输入功率的电路如图l所示,图l(a)为简单的半波整流、滤波电路,该电路的总输入电阻为50。D为整流管,C为滤波电容。射频输入功率 PIN经过整流滤波后得到输出电压U0。但是当环境温度升高或降低时U0会显著变化。图1(b)为经过改进后的二极管检测输入功率的电路,该电路增加了温度补偿二极管D2,可对二极管D1的整流电压进行温度补偿。二极管具有负的温度系数,当温度升高时D1的压降会减小,但D2的压降也同样地减小,最终使输出电压仍保持稳定