上古有大椿者力-功-功率-之间的计算

2021年1月19日发(作者：濮联元)
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< br>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=F·
v
（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

。

力的功率为
p=w/t
提升物体做功公式：
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

⒈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改变。


⒉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。


⒊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。


⒋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
所受外力的合力为零。


⒌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。

⒍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
:< br>液体对物体的上、下压力差。


2.
阿基米德原理
:
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
=
ρ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=
ρ液
gV
排
=F
上、下压力差


4.
当物体漂浮时
:F
浮
=G
物

且

ρ物
<
ρ液

当物体悬浮时
:F
浮
=G
物

且

ρ物
=
ρ
液

当物体上浮时
:F
浮
>G
物

且

ρ物
<
ρ液

当物体下沉时
:F
浮
物

且

ρ物
>
ρ液


高中部分


1)
常见的力


1.
重力
G=mg

(
方向竖直向下，
g=9.8m/s2
≈
10m/s2
，作 用点在重心，适用于地球表面附近
)
2.
胡克定律
F=kx
< br>{
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=
μ
FN

{
与物体 相对运动方向相反，μ
:
摩擦因数，
FN:
正压力
(N)}

4.
静摩擦力
0
≤
f
静≤
fm

(
与物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=6.67
×
10-11N?m2/kg2,
方向在它们的连线上
)

6.
静电力
F=kQ1Q2/r2

(k=9.0
×
109N?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
θ


(
θ为
B
与
L
的夹角，当
L
⊥
B
时
:F=BIL
，
B//L
时
:F=0)

9.
洛仑兹力
f=qVBsin
θ


(
θ为
B
与
V
的夹角，当
V
⊥
B
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μ与压力大小及接触面积大小无关，
由接触面材料特性与表面状况等
决定
;
(3)fm
略大于μ
FN
，一般视为
fm
≈μ
FN;

(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(=4
π
2/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=6.67
×
10-11N?m2/kg2
，
方向在它们的连< br>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;
ω
=(GM/r3)1/2;
T=2
π
(r3/G
M)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=m4
π
2(r
地
+h)/T2
{h
≈
36000km
，
h:
距地球
表面的高度，
r
地
:
地球的半径< br>}

注

:

(1)
天体运动所需的向 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