功的计算公式:
功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离),W=FS。
单位:
国际单位制中,力的单位是N,距离的单位是m,功的单位是N·m,它有一个专用名称叫做焦耳,简称焦,用符号J表示,1J=1N·m。
在利用该公式进行计算时的注意点:
(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;
(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;
(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
机械效率的定义:
有用功跟总功的比值叫做机械效率;
计算公式:η=
机械效率的意义:(1)机械效率的功率是标志机械做功性能好坏的物理量,机械效率越高,这个机械的性能越好。
(2)机械效率的高度并不决定使用机械是省力还是费力,效率高只说明有用功在总功所占的比例;省力还是费力是指做一定的有用功时,所用动力的大小。机械效率高不一定省力。
功,功率和机械效率的比较:
物理量 |
物理意义 |
定义 |
符号 |
公式 |
单位 |
说明 |
功 |
做功即能量的转化 |
有力作用在物体上,并且物体在力的方向上移动了一段距离,就说力对物体做了功 |
W |
W=Fs |
J |
l. 功率大小由功和时间共同决定,单独强调某一方面是错误的 2.功率和机械效率是两个不同的物理量,它们之问没有直接关系 |
功率 |
做功快慢 |
单位时间内完成的功 |
P |
|
W(国际单位) kW,MW(常用单位) |
机械效率 |
反映机械性能的物理量 |
有用功占总功的总值 |
η |
|
无 |
汽车的机械效率和功率: 机械效率与功率是两个完全不同的概念。
这两个物理量是从不同方面反映机械性能的,它们之间没有必然的联系。
功率大表示机械做功快;机械效率高表示机械对总功的利用率高。功率大的机械不一定机械效率高。内燃机车功率可以达到几千千瓦,但效率只有30%r~ 40%,反之,机械效率高的机械功率不一定大。安装在儿童玩具汽车里的电动机效率可达80%,但功率却只有凡瓦特。
定义:
平衡状态:物体保持静止状态或匀速直线运动状态;
悬挂着的电灯、放在桌面上的书、在平直公路上做匀速直线运动的汽车、在空中匀速直线下降的降落伞都处于平衡状态。如下图:
平衡力:物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,这几个力称为平衡力。即这几个力的合力为零,作用效果相互抵消。
悬挂着的电灯能保持静止,是因为电灯受到的重力和灯绳对它的拉力是一对平衡力(图甲);在平直公路上做匀速直线运动的汽车,受到向前的牵引力和地面、空气对它的向后的阻力,这时牵引力和阻力是一对平衡力(图乙)。桌面上的书保持静止,书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力(图丙)。
平衡力和相互作用力:
|
|
作用力和反作用力 |
相互平衡的两个力 |
相同点 |
大小 |
相等 |
相等 |
方向 |
相反,且在同一直线上 |
相反,且在同一直线上 |
区别 |
作用对象 |
分别作用在两个物体上 |
共同作用在同一个物体上 |
作用时间 |
同时产生,同时消失 |
一个力消失另一个力可以存在 |
力的作用效果 |
作用力和反作用力分别作用在不同的物体上,一般产生不同的效果 |
两个力共同作用在同一个物体上,使物体保持平衡 |