计算公式:
P=F/S,式中p单位是:帕斯卡,简称:帕,1帕=1牛/米
2,压力F单位是:牛;受力面积S单位是:米
2。
对压强公式的理解:1.此公式适用于任何情况,即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
2.此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m
2。在计算物体的压强时,只有当F的单位为N,S 的单位为m
2时,压强的单位才能是Pa,因此在计算中必须统一单位。
3.一张报纸平放时对桌子的压强约0.5Pa。成人站立时对地面的压强约为1.5×10
4Pa,它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为1.5× 10
4N。
4.公式中的,是压力而不是重力。即使在某些情况下,压力在数值上等于物体所受的重力,也不应把公式直接写成
,而应先注明F=G得:
。
5.公式中的受力面积S,是指受力物体发生形变的那部分面积,也就是两物体的实际接触面积,而不一定是受力物体的表面积。如图所示,一个圆台形物体置于水平地面上,分别采用A、B两种方式放置,对地面的压力不变,但图A中受力面积是S2,图B中受力面积为S1,而它们都与水平地面的面积大小无关。
6. 由公式推导出F=pS和
可用于计算压力和受力面积的大小。
巧用求柱体压强: 将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强
,所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强,只与固体的密度和高度有关,而与固体的重力、体积和底面积因素无关,应用公式
就给解这类题带来很大方便。
例1如图所示,两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3:1,高度相同,则它们对水平地面的压强之比为( )
A.3:1B.1:3C.1:1D.9:l
解析:本题是分析圆柱体的压强,可直接利用公式
进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同,所以压强相同,选项C正确。
答案:C
应用:利用功的计算公式加计算:F或S,F=W/s,s=W/F。
转换思想求功的大小 :
“转换思想方法”求功的大小。公式W=Fs中的s 必须是在力的方向通过的距离,而且F的大小一直保持不变,能运用功的公式求解,当作用在物体上的力的大小总在发生改变,则在求解功的时候注意不能直接利用公式W=Fs,应转换思想。如:平放在地上的一根均匀木料,现用一总垂直木料方向的力将它抬到竖直为止,则至少要做多少功?由于抬木料的力的大小、方向总在发生改变,而且木料通过的距离也不完全在力的方向上,故无法直接应用公式求解。我们根据功的原理可知:使用任何机械都不省功,则对物体所做的功等效于将物体重心提高所做的功,即可求解。
例:小明同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4m如图所示,若不计绳重和摩擦,他至少做功( )
A.200JB.300J C.400JD.500J
解析:本题中由于不计绳重和摩擦,属于理想机械,可使用功的原理进行求解。人站在M处时,绳长3m,当人走到N处时,此时的绳长由勾股定理可知为5m,也就是说人从M点走到N点拉下的长度为2m,即物体上升的高度h=2m。小明对绳做功至少是克服物重G所做的功,即W=Gh=100N×2m=200J。
答案:A
斜面的机械效率:
有用功 |
W有用=Gh |
总功 |
W总=Fl W总=Gh+fl (f为摩擦力) |
额外功 |
W额外=W总-W有用 W额外=fl |
机械效率 |
|
测量斜面的机械效率:
【实验目的】:测量斜面的机械效率
【器材】斜面,铁架台,小车,弹簧秤,米尺
【操作】
(1)照图那样安装好斜面,将小车放在斜面上。用弹簧秤缓慢地把小车拉上斜面,记下弹簧秤的示数F,测出小车沿斜面通过的距离L,用弹簧秤称得小车重G,并测出小车上升的高度h,算出斜面的效率η
1=Gh/FL。
(2)把小车翻过来(轮子朝上)放在斜面上,重复上述实验,根据实验数据算出此时斜面效率η
2。
(3)增大斜面的倾角,小车仍翻着放在斜面上重复实验,算出斜面效率η
3。
比较η
1、η
2、η
3的大小,可知η
1>η
2,η
2<η
3。分析实验结果可得:斜面的效率主要受斜面和小车间的摩擦的影响,在(1)中由于轮子和斜面间的滚动摩擦小,必需做的额外功少,效率就高。在(3)中,当倾角增大,车对斜面的压力减小,从而摩擦也减小,因此效率比(2)时高。比较操作(2)、(3)中的F及η的大小,可知斜面越省力其效率不一定越高。
提高斜面机械效率的方法: 在其他条件一定时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越高,斜面表面粗糙程度越大,机械效率越低;机械效率与物体重量无关,物体斜面之间接触面大小无关。
例:如图所示,斜面高为1m,长为3m,工人用 400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子拉到汽车上,在这过程中拉力做了______J的功,机械效率为______。要提高该斜面的机械效铝,应该_______。(写出一条措施)
解析:
,
提高机械效率的方法是减小总功,以增大有用功在总功中所占的比例。
答案:1200 70% 减小斜面的粗糙度