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初中三年级物理

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    山间公路往往盘山而上,这样可以使上山的汽车减   小所需的牵引力,请解释其原因.
    本题信息:2012年同步题物理问答题难度一般 来源:张秀锦
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本试题 “山间公路往往盘山而上,这样可以使上山的汽车减 小所需的牵引力,请解释其原因.” 主要考查您对

功的原理

功的计算公式的应用

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  • 功的计算公式的应用

使用任何机械都不省功。
功的原理:
1.忽略机械自重和摩擦时,使用简单机械所做的功等于不使用机械而直接用手做的功。或者说使用机械不省功。如果直接用手把重为G的物体提升一个高度h,手使用的力就是G,手移动的距离就是h。手做的功是W1=G·h。如图所示,使用动滑轮,手用的力变了G/2(不考虑动滑轮的重及摩擦),手移动的距离变了2h。

使用动滑轮时手做的功Gh。可见,W2=W1,即有:使用机械时对物体做的功等于不使用机械时而直接对物体做的功。结论:在不考虑机械的重力和相关的摩擦力时,使用机械不省功——功的原理。

2.功的原理对于任何机械都适用,它是成立在一种“理想化的状态”前提下的。例如,杠杆、滑轮都是不考虑机械自身的重力及工作时的摩擦力,而这些又都是客观存在的,所以在应用功的原理进行计算时,是一种“理想化”状态下的计算。

3.使用简单机械可以省力,或者可以省距离,但省力必然费距离,省距离必然费力,即力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个不变量。例如,动滑轮做功,由于有两根绳子承重,所以可以省一半的力,但绳端却要移动两倍的距离,因此,将功定义为力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。有时使用机械,即不省力,也不费力,但可以使做功方便,如改变力的方向。

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
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