功和功率物理知識點
一、功
1.概念: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,力學裏就說這個力做了功.這個功的概念主要是針對機械功定義的.
2.做功的兩個必要因素:一個是作用在物體上的力,另一個是物體在這個力的方向上通過的距離.“必要”的含義是指做功的兩個因素必須都有,缺一不可,否則就沒有做功.
力對物體不做功的情況,可分爲以下三種情況:
①物體受到力的作用但沒有通過距離,這個力對物體沒有做功.例如人用力推大卡車但沒有推動;一個人提着一袋大米站着不動,力都沒有對物體做功.
②物體不受外力,由於慣性而運動的物體,雖然通過了一段距離,但物體沒有受到力的作用,這種情況也沒有做功.例如在光滑的冰面上滑動的冰塊,靠慣性向前運動,雖然在水平方向上通過了距離,但是並沒有水平方向上的力作用於它,所以沒有什麼力對冰塊做功.
③物體通過的距離跟它受力的方向垂直,這種情況雖然有力的作用,物體也通過了一段距離,但這個距離不是在力的方向上通過的距離,這個力也沒有做功.例如人在水平面上推車前進,重力的方向是豎直向下的,車雖然通過了距離,但不是在重力方向上通過的距離,因而重力沒有對車做功.
3.功的`計算:在物理學中,把力與在力的方向上移動的距離的乘積叫功;如果用 F 表示力, s 表示在力的方向上通過的距離, W 表示功,那麼功的計算公式就是 W=F·s .
4.功的正、負與零功
根據功的計算公式 W=F·S·cosα可得出下列幾種情況:
①當α=90°時,cosα=0,則 W=0,即力對物體不做功。例如圓周運動的向心力。
②當α<90°時,cosα>0,則W>0,此時力F對物體做正功。
③當α>90°時,cosα<0,則W<0爲負值,此力做負功,叫物體克服此力做功。
5..功的單位:在國際單位制中,力的單位是牛,距離的單位是米,功的單位是牛·米,它有一個專門的名稱叫焦耳,簡稱焦,符號是 J . 1J=1N·m.其物理意義是:作用在物體上的力是 1N ,物體在力的方向上通過的距離是 1m ,則這個力做的功是 1J ,把 1 個雞蛋舉高 2m 所做的功大約是 1J .
二、功率
1.定義:功率是表示物體做功快慢的物理量.物體在單位時間內完成的功,叫功率.
2.公式:W=P/t ,P 代表功率, W 代表做的功, t 代表做功的時間.公式 P=F·v,可用來求瞬時功率。
3.單位:功率的國際單位是瓦特, 1W=1J/s.其他單位還有千瓦,換算關係爲:1kW=10?W
三、機械效率
機械效率是指任何機械本身都受到力的作用,相對運動的零件間又存在摩擦,所以使用任何機械,除了做有用功外,都不可避免地要做額外功。這時動力所做的總功等於有用功加額外功。有用功跟總功的比值叫機械效率。用符號η表示,計算公式爲η=W有/W總*100%(或η=W有/W有+W額)
常見考法
在會考試卷中,功和功率是重點考查的知識點。功的計算可以與浮力、壓強、簡單機械等知識綜合起來,在此基礎上的功率也是主要考點。在會考命題中,所佔的分值較大。這部分知識的考查更注重與生產生活實際的聯繫,加強了對學生能力的考查。
主要考查的知識點爲:
1. 功和功率的概念、單位。
2.功和功率的計算。
3.探究功率及估測功率。
在試卷中,選擇題、填空題、探究實驗題、計算題均出現。
誤區提醒
判斷一個力是否對物體做了功,要看兩個因素。一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上通過的距離,兩者缺一,則力對物體沒有做功。常有以下三種:
(1)物體由於慣性運動,雖然有距離,但不受力的作用。例如,在光滑水平面勻速滑動的木塊,它由於慣性向前運動,在水平方向沒有受到阻力,也沒有受到動力,因此沒有力對它做功。
(2)物體受到力的作用,但保持靜止狀態,沒有沿力的方向通過距離。例如,用力推車,但沒有推動。在此過程中,缺少一個做功的因素,因此推車的力沒有對車做功。
(3)物體受到了力的作用,也通過了距離,但物體移動距離的方向跟物體受到力的方向垂直,因此這個力沒有對物體做功。例如,手用豎直向上的拉力提水桶,沿水平方向移動距離,水桶沒有在豎直方向上移動距離,這個拉力沒有對水桶做功。
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