工作觀念極其重要。 顯然,做功的過程就是能量轉換和轉移的過程。 功和機械效率的估算是困難且不可忽視的。
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1. 工作和工作估算
1、如果一個力作用在物體上,使物體沿力的方向移動一段距離,我們就說這個力對物體做了功。 可見,熱中提到的功包括兩個必要的誘因:一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上相通的距離。
2、功的估算公式W=Fs,使用功的估算公式時,應注意:
① 應明確是哪個力對該物體做功,或者是施力物體對受力物體做功;
②式中的F為作用在物體上的力,式中的s為物體在力的作用下沿力的方向相通的距離。
③W=Fs中的F是讓物體沿著F的方向與s的距離相通,但仍然作用在物體上,其大小和方向保持不變。
3、工作原理是所有機器都采用的通用原理,使用任何機器都不省工。
歷年高考真題:
例1、運動會上,一位同事在女子5公斤級跳遠比賽中打破了市紀錄14.8m,并創造了15.0m的新紀錄。 如果他用500N的力投擲唱片,則標槍所做的功是( )
A.750JB..。 條件不充分,難以確定
分析:根據做功估算公式W=Fs可知做功越快 機械效率高,F=500N,s為力方向相連的距離,所以本題無法估算做功的量。
答案:D。
例 2. 在下面的例子中,重力所做的功是 ()
A、足球在平坦的湖面上滾動 B、皮劃艇在平坦的海面上快速滑行 C、跳水運動員摔倒 D、田徑運動員舉起啞鈴停在空中。
分析:做功必須滿足兩個條件,力和力方向相連的距離,重力方向垂直向上,選項A、B、D垂直方向相連的距離為0,所以重力不起作用。 選項C中的潛水員墜落,距離是垂直方向相連的,所以重力功的值只能根據W=Fs來計算。
答案:C.
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2. 機械效率的估算
一、工作分類
有用的工作:使用機器時對人有用的工作。
額外工作:使用機械時對人無用但又必須做的工作。
總功:有用功和無用功的總和
2、機械效率:有用功與總功的比值稱為機械效率η=Whave/做功越快 機械效率高,機械效率的大小始終大于1,機械效率由有用功和總功兩個誘因決定工作。
3、測量滑輪架的機械效率:η=Wy/,Wyue=Gh,=Fs,所以η=Gh/Fs,實驗中需要測量四個量:吊鉤的重力G,吊鉤的重量 院子的升高高度h,施加在繩索自由端上的壓力F,以及繩索自由端連接的距離s。
4、測量斜面的機械效率:η=Gh/Fs,G為物體的重力,F為物體沿斜面勻速直線運動向下拉時的拉力,h為高度斜面的長度,s 為斜面的長度。
歷年高考真題:
示例 3. 起重機將質量為 420 公斤的貨物提升 5 米。 如果額外做功是9000J,求
(1)起重機所做的有用功和總功;
(2)在此過程中,起重機的機械效率。 (取g=10N/kg)
分析:分析什么是已知量,可以得到什么,根據有用功、總功和機械效率的估算公式回答。
解:(1)物體的重力G=mg=/kg=4200N; 起重機所做的有用功是W=Gh==; 總功為W=W=W+W=+9000J=。
(2)機械效率η=W有/W總計=W有/(W有+W量)=/(9000+21000)J=70%
答:起重機所做的有用功為 ,總功為 ,機械效率為 70%。
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