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什么是功、功的必要因素以及功的单位

我们常常能看到水力发电站气势磅礴的画面,也能看到过山车飞驰而过的场景。除此之外,生活中的种种,都与能量有关,都与功有关。在本节中,我们需要了解什么是功、功的必要因素以及功的单位,从而去理解功的公式,运用功的公式进行简单的计算。

【功的概念】

功,也叫机械功。如果一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,我们就说这个力对物体做了功。

拉力对货物做功

力对物体所做的功,等于力与力的方向上移动的距离的乘积。表达式为:

W=Fs;

【功的单位】

功是物理学中表示力对位移的累积的物理量。与机械能相似的是,功也是标量,国际单位制单位为焦耳——焦耳(J)1J=1Nm

【功率】

功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,即功率是描述做功快慢的物理量,功与做功时间之比。功的数量一定,时间越短,功率值就越大。表达式为:

P=W/t

【功的原理】

使用机械时人们所做的功,都不会少于不用机械时所做的功。

即:使用任何机械都不省功。

【机械能及其转化】

机械能是动能与势能的总和,势能又可以分为重力势能和弹性势能。

物体的动能和势能之间是可以转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总量保持不变,也就是动能的增加或减少,等于势能的减少或增加,即机械能守恒定律。

【动能和势能】

动能

一个物体能够对外做功,表示这个物体具有能量。

物体由于运动而具有的能,叫做动能。物体的质量越大,运动的速度越大,动能就越大。决定动能的是质量与速度。

在地球表面附近,物体由于受到重力并处在一定的高度时所具有的能量,叫做重力势能。物体的质量越大,位置越高,重力势能就越大。决定重力势能的是质量和高度。

物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。物体的弹性形变越大,弹性势能就越大。决定弹性势能的是劲度系数与形变量。

机械能是动能与势能的和,表示物体运动状态与高度的物理量。

【练习】

关于做功和功率的说法中正确的是(  )

A.有力作用在物体上,力一定对物体做功

B.在光滑水平面上做匀速直线运动的物体,没有力做功

C.物体受到的作用力越大,力对物体做功就越多

D.力对物体做功越多,功率就越大

【解析】

A、有力作用在物体上,没有通过距离,力对物体没有做功.不符合题意.

B、在光滑的水平面上,物体依靠物体的惯性做匀速直线运动,水平方向上没有受到力的作用,没有力对物体做功.符合题意.

C、力对物体做功大小W=FS,做功多少同时跟力的大小和在力的方向上通过的距离有关.不符合题意.

D、根据P=W/t,功率大小同时跟做功多少和做功时间有关.不符合题意.

故选B.

总而言之,当一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,用通俗的话来讲就是有了成效,那么我们可以认为这个力对物体做了功。

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