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。
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
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 |