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(一) 功
1) 概念:如果物体受到力的作用,并沿着力的方向移动一段距离,这个力就对物体做了 功
2) 做功的两个必要因素,缺一不可:
a) 一是要有力的作用
b) 二是物体沿着力的方向通过一段距离。(注意力作用的阶段性)
3) 三种情况对物体没有做功(适当加点分解原理)
a) 有力作用在物体上,但物体没动
b) 有力作用在物体上,物体也通过了距离,但物体移动距离的方向跟这个力的方向垂直。 如手提水桶在水平面上运动一段距离
c) 物体通过了距离,但在物体通过距离的方向上没有力的作用
4) 功的计算和单位:
计算:在物理学中,把力与物体沿力的方向移动距离的乘积叫做功。
功用W表示W=FS (其中力的单位是N,距离的单位是m)
b)单位:焦耳符号:J
5) 功的原理
a) 使用机械时,人们所做的功,都不会少于不用机械时直接对物体做的功,即使用任何机 械都不能省功
b) 在使用机械做功时,由于机械有重力,机械之间存在摩擦,所以人们要克服重力和摩 擦做功。
c) 在理想的情况下,即不考虑机械自身的重力和摩擦的情况下,人们使用机械时所做的功 等于不用机械时直接用手做的功。
d) 既然使用机械不省功,为什么还要使用机械?
① 这是由于使用的机械有的可以改变力的方向、有的可以省力、有的既能省力又能改变力 的方向、有的可以省距离、有的还可以改变做功的快慢
② 运用功的原理可以推导出使用斜面的省力公式
为:F=hG/s
直接用手做功:W1=Gh
使用斜面做功:W2=Fs
根据功的原理:W2=W1,则F=hG/s
(二) 机械效率;1)相关概念:
a) 有用功:利用机械做功时,对人们有用的功叫做有用功。
b) 额外功:利用机械做功时,人们不需要但又不得不做的功叫做额外功。它是由于摩擦、 机械自重等原因而不得不做的功。
c) 总功:人在利用机械达到目的过程中实际做的功叫做总功。;a)影响滑轮组机械效率的因素滑轮组的机械效率为
n=W 有用/W ^=Gh/FS=Gh/Fnh=G/nF
(n为与动滑轮相连的绳子的段数或承担重物重的绳子的段数,S=nh)
使用滑轮组来提升物体时,机械间的摩擦越小,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高。
若不计绳重及摩擦时,滑轮组的机械效率为
n=W ??用/W ,a=W 有用/ (W 有用+W 额外)=Gh/ (G+G 动)*h=G/ (G+G 动)=1/(1+G 动/G)
由此可见,在不考虑绳重及摩擦时,一个滑轮组的机械效率的大小仅与滑轮的重量及物体 的重量有关,而与提升的高度和滑轮缠绕方式无关。被提升的重物越重,滑轮组的机械效 率越高,在提升相同的重物时,动滑轮重量越小,机械效率越高。
提高滑轮组的机械效率的方法:①增大物体重力②减小动滑轮的重力③减小轮和轴间的摩 擦
b)影响斜面机械效率的因素斜面的机械效率为
n=W 有用/W ,a=Gh/FS
斜面的机械效率跟斜面的光滑程度和斜面的倾斜程度有关。斜面倾斜程度相同时,斜面越 光滑,斜面的机械效率就越高;光滑程度相同时,斜面越陡,斜面的机械效率就越高。
5)理解机械效率时,应该注意的几个问题
a) 由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1
b) 机械效率的高低与是否省力、重物被提升的高度及承担物重的绳子段数的多少等因素无 关
c) n=w有用/W总,机械效率的高低是由有用功和总功两个因素决定的,因此不能说有用功越 大,机械效率就越高或总功越大,机械效率就越低
d)同一滑轮组在不同情况下机械效率不一定相同
(三)功率
1) 概念:单位时间内所做的功叫做功率
2) 物理意义:功率是表示物体做功快慢的物理量
3) 计算公式及单位:P=W/t,单位:瓦特符号:W。其中功的单位是J,时间的单位是S 推出公式:对于在力F作用下,沿力的方向做匀速直线运动的物体,若果物体的运动速度 是 V,则功率为: P=W/t=Fs/t=Fv
4) 理解概念时注意:
a)功率的大小由功率和时间两个因素决定,一个物体做的功多,其功率不一定就大;b)机械效率和功率都可以用来衡量机械的性能,但两者的意义不同。对于一台机械来说, 它的机械效率与功率没有任何联系。功率大的机械,它的机械效率不一定高;机械效率高 的机械,它的功率也不一定大。
使用机械时,我们总希望机械效率越高越好;而选用功率时,只要配套就行。
功率与机械效率的关系式:
n=W有用/W ,a=W有用/t/W总/t=P有用/P总
由上式知:
① 总功率一定,有用功率越大,机械效率越高
② 有用功率一定,总功率减小,机械效率越高
(一)理解动能的概念,理解动能的大小与哪些因素有关
(二)理解重力势能的概念。理解重力势能的大小与哪些因素有关。
(三)知道弹性势能的概念,知道弹性势能的大小与弹性形变的大小有关
(四) 知道机械能的概念,知道动能与势能的
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