内容正文:
第3节 功与机械效率
要点详解
知识点1 功
1. 定义:物体在力的作用下,沿 移动了一段距离,我们就说力对物体做了功,简称做功。
2. 做功的两个必要因素
一是 ,二是物体要在 。两者要同时具备,缺一不可。
3. 不做功的三种情况
不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
(1)物体没有受到力的作用,只是由于惯性而通过一段距离(不劳无功)。如物体在光滑的水平面上由于惯性做匀速直线运动,没有力对物体做功。
(2)物体虽然受到了力的作用,但静止不动,所以该力也没有做功(不动无功)。如人用力推一块大石头,但没有推动,那么人对石头没有做功。
(3)物体受到了力的作用,同时也通过一段距离,但是该力的方向与物体移动距离的方向垂直(劳而无功)。如手用竖直向上的拉力提水桶,沿水平方向移动一段距离,这个拉力没有对水桶做功。
例1 如图所示,在水平地面上,小聪用力将箱子拉走了;小明用力推箱子,但箱子没有移走。下面关于做功的分析,正确的是( )
A. 小明用了力,他对箱子做了功
B. 小聪用力拉动了箱子,她对箱子做了功
C. 小聪在拉箱子的过程中,箱子的重力做了功
D. 小明、小聪都没有对箱子做功
4. 功的计算
(1)计算公式
做功的大小取决于物体受到的力和在力的方向上通过的距离,力和在力的方向上通过的距离的乘积叫做机械功,简称功。用F表示力,s表示在力的方向上通过的距离,W表示功,则功的计算公式为:W= 。
说明 计算时需注意的问题:①分清是哪个力对物体做的功,计算功时的F就是这个力;②公式中的“s”一定是在力的方向上通过的距离,强调与力的对应。但为了简便,常常将举高物体F所做的功说成:克服阻力(重力)G做的功,可直接用公式W=Gh计算。
(2)单位
国际单位制中,功的单位是 ,简称“焦”,用“J”表示,这是为了纪念英国科学家焦耳而命名的。1J=1N·m。1J的功有多大呢?把一个鸡蛋举高2m所做的功大约是1J。此外,常用功的单位还有千焦(kJ),1kJ=103J。
用1N的力使物体在力的方向上通过1m的距离,所做的功就是1J。用公式进行计算时,各物理量的单位要统一用国际单位。
例2 小李同学先