第 7 章 · 功、功率与机车启动
功率实验台：同一段路，功率从哪儿来？
调节牵引力、速度和力与运动方向的夹角。观察做功、平均功率与匀速时瞬时功率怎样落到同一个量上。
P = Fv cosθ
匀速牵引示意
水平路面上，位移沿道路方向。只有牵引力在这个方向上的分力 F cosθ = 2000 N 对本段运动做功。
实验控制台
滑块可用 ← / → 微调，按 P 暂停示意
改变机车受到的牵引力大小
本模型中机车做匀速直线运动
牵引力与机车运动方向的夹角
用于计算这一段路程上的做功和平均功率
设备正常工作时允许长期输出的最大功率
这一段路上的计算
实际功率低于额定功率：设备可以在此状态下正常长期输出。
路程 s = vt200 m
有用分力 F cosθ2000 N
做功 W = Fs cosθ400 kJ
平均功率 P平均 = W/t40 kW
匀速时的瞬时功率 P = Fv cosθ40 kW
为什么两个功率数值相同？
P平均 = W/t = [F · (vt) · cosθ] / t = Fv cosθ = 40.0 kW
这里 F、v 和 θ 在统计时长内都保持不变，所以功率恒定，平均功率恰好等于任一时刻的瞬时功率。若它们随时间变化，就不能直接把整段过程都代进 Fv cosθ。
别把额定功率当成“此刻的功率”
额定功率 不是机车每一时刻都必须输出的功率；它是设备在规定条件下正常工作时，允许长期输出的最大功率。
当前 P = 40.0 kW ｜ P额 = 120 kW
调节上方控制台：实际功率会随 F、v、θ 改变；额定功率只是这台设备可长期承担的上限。当前实际功率小于额定功率，并不表示“功率等于额定功率”。
停一下，自己判断
保持牵引力和夹角不变，把速度增大到原来的 2 倍。瞬时功率会怎样变？这一段的平均功率又会怎样变？
查看推理
两者都变为原来的 2 倍。因为在 F、θ 不变时，P = Fv cosθ，功率正比于速度；对同一统计时长，路程也变为 2 倍，做功变为 2 倍，所以 W/t 同样变为 2 倍。
人工审查：当前无头浏览器的 390 px 宽截图中，控制台右侧数值输入框仍疑似被裁切；已完成一轮响应式修复，请在实际移动端浏览器复核可视宽度。