一、功的基本概念
当一个力作用在物体上,且该力使物体在力的方向上移动了一段距离,我们就说这个力做了功。
二、功的要素
功的包含两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在这个力的方向上移动的距离。
三、功的计算方法
功的大小等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积,用数学公式表示就是:w=fs。
其中f表示力的大小,单位是牛(n);s表示距离,单位是米(m)。功的符号是w,单位是焦耳(j),它还有一个专门的名称叫焦耳。
四、特殊情况下的功的计算
在竖直提升物体时,如果克服重力做功或重力做功,计算公式可以写成w=gh;在克服摩擦做功时,计算公式可以写成w=fs。
五、功的原理
使用机械时,人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。
六、功率的概念及计算
功率表示物体做功的快慢,单位时间内所做的功即为功率。计算公式为p=tw=fv。
其中p代表功率,单位是瓦特(w);t代表时间,单位是秒(s);f代表拉力;v代表速度。
七、动能和势能
如果一个物体能够对外做功,我们就说它具有能量。能量和功的单位都是焦耳。具有能量的物体不一定正在做功,而做功的物体一定具有能量。
动能是由于物体运动而具有的能量。影响动能大小的因素是物体的质量和物体运动的速度。势能包括重力势能和弹性势能。
对于重力势能,物体由于高度所决定的能叫做重力势能。其大小与物体的质量和被举的高度有关。对于弹性势能,物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能,其大小与弹性形变的大小有关。
八、机械能与其它能量的转化
机械能是动能与势能的总称。当动能和势能互相转化时,机械能的总和不变,这就是机械能的守恒。如动能和重力势能间的转化规律:质量一定的物体加速下降时,动能增大,重力势能减小;而减速上升时,动能减小,重力势能增大。
九、简单机械
杠杆是一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。杠杆的五要素包括支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。杠杆的应用有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
滑轮是变形的杠杆,包括定滑轮和动滑轮。定滑轮是中间的轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。动滑轮是和重物一起移动的滑轮,使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
机械效率是有用功跟总功的比值。提高机械效率的方法是减小机械自重、减小机件间的摩擦。