一、功
1、力學中的功
做功的含義:如果一個力作用在物體上,物體在這個力的方向上移動了一段距離,力學裡就說這個力做了功。
力學裡所說的功包括兩個必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在這個力的方向上移動的距離。
不做功的三種情況:有力無距離、有距離無力、力和距離垂直.
2、功的計算:
物理學中把力與在力的方向上移動的距離的乘積叫做功。
公式:W=FS
功的單位:焦耳(J),1J= 1N·m 。
注意:分清哪個力對物體做功,計算時F就是這個力;公式中S 一定是在力的方向上通過的距離,強調對應。 功的單位「焦」(牛·米 = 焦),不要和力和力臂的乘積(牛·米,不能寫成「焦」)單位搞混。
3、功的原理:
內容:使用機械時,人們所做的功,都不會少於直接用手所做的功;即:使用任何機械都不省功。
說明:(請注意理想情況功的原理可以如何表述?)
功的原理是一個普遍的結論,對於任何機械都適用。
功的原理告訴我們:使用機械要省力必須費距離,要省距離必須費力,既省力又省距離的機械是沒有的。
使用機械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。
我們做題遇到的多是理想機械(忽略摩擦和機械本身的重力)理想機械:使用機械時,人們所做的功(FS)= 直接用手對重物所做的功(Gh)
二、機械效率
1、有用功和額外功
有用功定義:對人們有用的功,有用功是必須要做的功。
例:提升重物W有用=Gh
額外功:
額外功定義:並非我們需要但又不得不做的功
例:用滑輪組提升重物W額= G動h(G動:表示動滑輪重)
總功:
總功定義:有用功加額外功的和叫做總功。即動力所做的功。
公式:W總=W有用+W額,W總=FS
2、機械效率
定義:有用功跟總功的比值。
公式:η=W有用/W總
提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。
說明:機械效率常用百分數表示,機械效率總小於1
三、功率
物理意義:功率是表示做功快慢的物理量。
定義:單位時間內所做的功叫做功率
公式:P=W/t
單位:瓦特(W)、千瓦(kW) 1W=1J/s 1kW=103W
四、動能和勢能
1、動能
能量:物體能夠對外做功(但不一定做功),表示這個物體具有能量,簡稱能。
動能:物體由於運動而具有的能叫做動能。
質量相同的物體,運動的速度越大,它的動能越大;運動速度相同的物體,質量越大,它的動能也越大。
2、勢能
重力勢能:物體由於被舉高而具有的能量,叫做重力勢能。
物體被舉得越高,質量越大,具有的重力勢能也越大。
彈性勢能:物體由於彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。
物體的彈性形變越大,具有的彈性勢能越大。
勢能:重力勢能和彈性勢能統稱為勢能。
五、機械能及其轉化
1、機械能:動能與勢能統稱為機械能。
如果只有動能和勢能相互轉化,機械能的總和不變,或者說,機械能是守恆的。
2、動能和重力勢能間的轉化規律:
質量一定的物體,如果加速下降,則動能增大,重力勢能減小,重力勢能轉化為動能;
質量一定的物體,如果減速上升,則動能減小,重力勢能增大,動能轉化為重力勢能;
3、動能與彈性勢能間的轉化規律:
如果一個物體的動能減小,而另一個物體的彈性勢能增大,則動能轉化為彈性勢能;
如果一個物體的動能增大,而另一個物體的彈性勢能減小,則彈性勢能轉化為動能。