内容正文:
第五节 功的原理
一、功的原理
1.内容:使用机械时人们所做的功,都不会少于 时所做的功,也就是使用任何机械都 功.
2.适用范围:是一个普遍的结论,对于 机械都适用.
二、功的原理的应用
1.利用光滑斜面提升物体时,斜面越 越省力.
2.对于光滑斜面F= .
3.使用杠杆、滑轮时,只要省力的,一定会 距离.
不用机械
不省
任何
长
费
知识讲解
功的原理
【典例】(2023东城区二模)小东利用如图所示器材,做“使用动滑轮是否省功”的实验.请将他的实验步骤补充完整并回答相应的问题.
典例分析
(1)实验步骤:
①如图(甲)所示,用弹簧测力计将钩码缓慢地匀速向上提升一定高度,并同时用刻度尺测量,记录拉力F1与高度h,根据公式W1= ,计算拉力所做的功W1;
②如图(乙)所示,用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地匀速向上提升相同高度h,记录拉力F2,计算拉力所做的功W2;
③比较W1和W2的大小关系,得出结论.
(2)该实验中W1和W2的大小关系应该是
W1 (选填“>”“=”或“<”)W2,其原因是 _
.
F1h
<
在使用动滑轮提升物体时,要对动
滑轮做功
利用功的原理需注意的问题
(1)若是理想机械(不考虑摩擦和机械自重),人们对机械做的功(W人=Fs)等于机械对物体做的功(W机=Gh),即W人=W机.
(2)若是实际机械(考虑摩擦和机械自重),人们对机械做的功大于机械对物体做的 功,即W人>W机.
【针对训练】关于功的原理,下列说法正确的是( )
A.简单机械不能省功,复杂机械能省功
B.功的原理只适用于杠杆和滑轮
C.既省力又省距离的机械是不可能造出来的
D.省力的机械可以省功,但一定费距离
C
1.功的原理告诉我们,在使用机械时( )
A.任何机械都能省力,但不能省功
B.有些机械可以省力,有些机械可以省功
C.任何机械都可以省力,但不能省距离
D.有些机械可以省力,有些机械可以省距离,但都不能省功
2.山区里常常看见挑夫挑着重物上山,在斜坡上走S形路线,他们这是为了( )
A.做的功少一点
B.省力一点
C.不为什么,这是他们的习惯
D.以上说法都不对
D
B
随堂练习
3.斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,小媛和小秋分别用如图(甲)、(乙)所示的两种方法,将同样的物体拉到斜面顶端,下列说法正确的是( )
A.(甲)方法可以省力,但不能省功
B.(甲)方法可以省力,也能省功
C.(乙)方法不可以省力,但能省功
D.(乙)方法可以省力,也能省功
4.用如图(甲)、(乙)所示的两种装置将同一物体升高1 m,如果不计摩擦和滑轮重,那么拉力F所做的功是( )
A.(甲)多 B.(乙)多
C.一样多 D.不能比较
A
C
5.如图所示是“探究使用动滑轮是否省功”的实验装置(不考虑绳子、滑轮重和摩
擦),下列判断中不正确的是( )
A.h<s
B.F>G
C.Fs=Gh
D.能省力,但不能省功
6.如图所示,物体分别从三个光滑的斜面顶端自由滑到斜面底端时(不计空气阻力),关于物体速度的大小说法正确的是( )
A.沿斜面AB滑下时最大
B.沿斜面AC滑下时最大
C.沿斜面AD滑下时最大
D.一样大
B
D
7.功的原理即“使用任何机械都不省功”,所谓“不省功”有两层意思:
(1)使用机械做的功等于不用机械而直接用手对物体做的功,这种情况指的是 _
.
(2)实际上使用机械做的功比不用机械而直接用手对物体做的功还要多些,这种情况指的是 .
8.如图所示,斜面长2 m、高1 m,把一个质量为24 kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端,需要克服重力做功 J.若斜面是光滑的,则沿斜面向上的拉力F为
N.在“核桃钳、红酒开瓶器和家中升降晾衣架上的滑轮”三种工具中属于斜面的是 .(取g=10 N/kg)
不计
摩擦和机械自重
存在摩擦和机械自重
240
120
红酒开瓶器
10.如图所示,物体G所受到的重力大小为40 N.
(1)在拉力F1的作用下使物体沿竖直方向匀速提高0.5 m,
求拉力F1在这一过程中对物体所做的功.
(2)若将该物体放在倾角为30°的光滑斜面上,用平行于斜面的拉力F2使物体沿斜面匀速向上移动1 m,此时拉力F2的大小恰为20 N,求拉力F2在这一过程中对物体所做的功.
(3)比较上述两种情况,你能得出什么结论.
解析:(1)拉力F1做的功W1