功(英语:work),也叫机械功,是物理学中表示力对物体作用的空间的累积的物理量,功是标量,大小等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,国际单位制单位为焦耳。“功”一词最初是法国数学家古斯塔夫·科里奥利创造的。
功(英语:work),也叫机械功。如果一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,我们就说这个力对物体做了功。 功是物理学中表示力对位移的累积的物理量。与机械能相似的是,功也是标量,国际单位制单位为焦耳,常用单位是尔格。
做功的两个因素:
1.作用在物体上的力
2.物体在这个力的方向上移动的距离
注:功的公式只能计算一个力或一个合力所做的功,如要算总功,需用速度与质量的公式。
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,力学里就说这个力做了功。 即使存在力,也可能没有做功。例如,在匀速圆周运动中,向心力没有做功,因为做圆周运动的物体的动能没有发生变化。同样的,桌上的一本书,尽管桌对书有支持力,但因没有位移而没有做功。
功(15张)
总的来说不做功的情况有三种:不劳无功、有劳无功和垂直无功。(不劳无功:只移动了距离,但在这移动的方向上没产生力,即0*Fs·cosα=0焦耳;有劳无功:只有力,却在力的方向上没有移动一定的距离,F*0scosα=0焦耳;垂直无功:物体既受到力,又在力的方向上通过一段距离,但两者方向互相垂直,Fscos90°=Fs*0=0焦耳。)
热传导不被认为是做功,因为能量被转化成了微观原子的振动而非宏观的位移。在热传导中,物体本身并没有发生移动。
力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功(mechanical work),简称功。
功定义为力与位移的内积。其中,W 表示功,F 表示力,而dx 表示与外力同方向的微小位移。
功是标量,所以功的正、负不表示方向。功的正负也不表示功的大小。它仅仅表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功,或者说是表示力对物体做了功还是物体克服这个力做了功。若要比较做功的多少,则要比较功的绝对值,绝对值大的做功多,绝对值小的做功少。功是能量变化的量度,做功的多少反映了能量变化的多少,功的正负则反映了能量转化的方向。
判断一个力对物体是否做功,可根据该力和物体位移方向的夹角是否为90°,或力与物体速度方向的夹角是否总是90°来确认力是否对物体做功。夹角大于90°时功为负,夹角小于90°时功为正。
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2.功的计算: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×力的方向上移动的距离)
3.功的公式:W=Fs ;
单位:W→J;F→ N;s→m 。(1焦=1N·m ).
4.功的原理:使用机械时,人们所做的功,都不少于不用机械而直接用手所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。
5.机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率。
计算公式:η=W有/W总
6.测滑轮组机械效率的实验中,实验原理是需要测的物理量有拉力F、物重G、物体升高的高度h、绳自由端通过的距离S
实验器材除钩码、铁架台、细线,还需要刻度尺、弹簧测力计
影响滑轮组机械效率的因素有:动滑轮重、物重、绳与轮之间的摩擦力。提高滑轮组机械效率的方法有减小动滑轮重、增加物重、减小绳与轮之间的摩擦力。物体提升的高度、绳子的绕法是否影响机械效率?不会
7.功率(P):单位时间内所做的功,叫功率。计算公式:P=W/t ,或 P=F·V 。单位:P→ W ;W→ J ;t→ S 。(1瓦= 1J/S 表示的物理意义是:物体1S内做功1J。1千瓦=1000瓦)
8.功率表示物体做功的快慢。
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2.功的计算: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×力的方向上移动的距离)
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