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。
应用:
根据P=W/t,计算W,即W=Pt;根据P=Fv,计算F、v即F=P/v,v=P/F。
功率与力和速度的关系: ![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110507231783.png)
此公式对功率的实际应用有较大的意义。例如汽车发动机的功率一定时,用
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110507911004.png)
可知,牵引力与速度成反比。所以汽车爬坡时,司机采用的措施是换挡减速,以获得更大的牵引力。
例:某工人用一个动滑轮将重50N的物体沿竖直方向匀速提升3m,拉力做功的功率为50w,若不计摩擦力和动滑轮重,则绳子自由端移动的速度是______m/s。
解析:由于不计摩擦力和动滑轮重量,拉力做的功就等于不用动滑轮人直接用手将重50N的物体沿竖直方向匀速提升3m所做的功,即
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110515431391.png)
。本题要求绳子自由端移动的速度可用两种思路:
(1)由
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/20130722111051619966.png)
求出做功时间t,再由动滑轮特点可得s=2h,然后由
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/20130722111051986709.png)
求出速度。
(2)也可由公式
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110523621858.png)
,
用已知条件中的P和分析求得的F直接求出v。
方法一:绳自由端移动的距离
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110527671785.png)
拉力做的功
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110528313106.png)
绳自由端移动的时间
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110528922627.png)
绳自由端移动的速度
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110532982388.png)
方法二:由
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110536551739.png)
得
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130722/201307221110542412103.png)
=2m/s
答案:2