内容正文:
专题01 力学计算题
计算必备知识点及公式
1、 力与运动的关系(第一步分析运动状态)
力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持。
(1)物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态;
(2)物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态,力不是维持物体运动的原因;
(3)物体如果受到力的作用,且受到不平衡的力,物体的运动状态就会发生改变;
(4)如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么,它可能不受外力作用,也可能受平衡力作用。
二、力的合成与应用(第二步受力分析)
(1)如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力叫做力的合成。
(2)同一直线上二力的合成:同一直线上同方向二力的合力,大小等于二力大小之和,方向与这两个力方向相同,即:F=F1+F2;同一直线上相反的二力的合力,大小等于二力大小之差的绝对值,方向和较大的力的方向相同,即F=|F1-F2|。
三、功的计算
1.定义:在物理学中,把 力 和 在力的方向上移动距离 的乘积叫做功。
作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过了一段距离,我们就说这个力对这个物体做了功。
2.符号:W
3.公式:W=FS
4.单位:焦耳(J)或N·m; 1J=1N·m
5.做功的两个必要因素:
(1)有力:有作用在物体上的力;
(2)有距离:物体在力的方向上通过的距离。
6.注意事项 :
(1)有力才有可能做功,没有力就不做功;
(2)F与S的方向应在同一直线上;(F与S方向可以不在一条直线上,但不能垂直)
(3)做功的多少,由W=FS决定,而与物体的运动形式无关。
(4)使用任何机械都不省功。
7.常见的功:
(1)克服重力做功:W=Gh;
(2)克服阻力(摩擦力)做功:W=fs
四、功率的计算
1.定义:物体在单位时间内做的功;
2.符号:P
3.公式:
(1)公式变形:W=Pt和
(2)公式推导:P=Fv
4.单位:瓦特,简称瓦,符号W;
常用单位:千瓦(kW),兆瓦(MW), 马力;
5.功率的物理意义:表示物体 做功快慢 的物理量(功率与机械效率无关)。
例:某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1s 内做功66000J
6.功率和机械效率是两个不同的概念。他们之间没有可比性。
(1)功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;
(2)机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
7.功率与功是两个不同的物理量:
(1)“功”表示做功的“多少”;
(2)“功率”则表示做功的“快慢”;(功率与功和时间两个因素有关)
(3)在做功时间相同时,做功多的做功快;否则做功多不一定做功就快,即“功率”不一定就大。
五、杠杆的平衡
1.杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。
2.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,或 F1·L1=F2·L2
(1)杠杆静止不动的平衡属于“静平衡”;
(2)杠杆如果在相等时间内转过相等的角度,即匀速转动时,也叫做杠杆的平衡,这属于“动平衡”;
六、滑轮组
1.定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。
2.特点:可以省力,也可以改变力的方向。
(1)使用滑轮组时,有几段绳子吊着物体,
提起物体所用的力就是物重的几分之一,即: (条件:不计动滑轮、绳重和摩擦)。
(2)如果不忽略动滑轮的重量,则:
3.动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是:s=nh
使用滑轮组时,滑轮组用n段绳子吊着物体,提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍,
即s=nh。如上图所示。(n表示承担物重绳子的段数)
4.绳子端的速度与物体上升的速度关系:
七、机械效率
1.有用功(W有) :为了达到工作目的,必须要做的功。
2.额外功(W额):对人们没有用但不得不做的功;
3.总功(W总):利用机械做功时,对机械所做的功叫做总功;
4.说明:
(1)W总=W有+W额
(2)总功、有用功、额外功的单位都是焦(J)。
5.机械效率:物理学中,将有用功跟总功的比值叫做机械效率;用符号η表示;
6.公式: ;
7.物理意义:机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标,机械效率越高,机械的性能越好;
8.说明:
(1)机械效率只有大小,没有单位;
(2)由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 ;
(3)机械效率通常用百分数表示;
(4)对一个机械来说,机械效率不是固定不变的,机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值,同一机械在不同的做功过程中,有用功不同,机械效率也会不同。
9.动滑轮机械效率计算