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功和机械能
基本概念
功
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,我们就说这个力做了功。
做功的两个必要因素:
- 作用在物体上的力
- 物体在力的方向上移动了距离
不做功的三种情况:
- 有力无距离(搬而未动)
- 有距离无力(物体因惯性运动)
- 力和距离垂直
计算公式:W = F × s
- W:功(J)
- F:力(N)
- s:沿力方向移动的距离(m)
单位:焦耳(J),1 J = 1 N·m
功率
功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功。
公式:P = W / t
- P:功率(W)
- W:功(J)
- t:时间(s)
另一个推导公式:P = F × v(当物体做匀速直线运动时)
单位:瓦特(W),1 kW = 1000 W
动能
物体由于运动而具有的能,叫做动能。
动能大小影响因素:
- 质量:速度相同时,质量越大,动能越大
- 速度:质量相同时,速度越大,动能越大
势能
势能分为重力势能和弹性势能。
重力势能: 物体由于被举高而具有的能。 影响因素:
- 质量:高度相同时,质量越大,重力势能越大
- 高度:质量相同时,高度越高,重力势能越大
弹性势能: 物体由于发生弹性形变而具有的能。 影响因素:弹性形变越大,弹性势能越大。
机械能
动能和势能统称为机械能。机械能 = 动能 + 势能
单位都是焦耳(J)。
机械能转化和守恒
动能和势能可以相互转化。
如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和保持不变,叫做机械能守恒。
机械能单位
焦耳,符号J。
练习题
基础题
- 做功的两个必要因素是___和___。
- 功的计算公式是___,单位是___。
- 功率表示物体做功的___,计算公式是___。
- 物体由于___而具有的能叫做动能,动能大小与___和___有关。
- 重力势能大小与___和___有关。
中考题
下列情况中,力对物体做了功的是( ) A. 用力推石头,石头没动 B. 提着水桶在水平地面上匀速前进 C. 举重运动员举着杠铃不动 D. 爬山时,人对背包做功
关于功率,下列说法正确的是( ) A. 功率越大,做功越多 B. 功率越小,做功越慢 C. 做功时间越长,功率越小 D. 做功时间越短,功率越大
某物体在水平平衡力作用下在水平面上运动,则下列说法正确的是( ) A. 机械能一定不变,动能一定不变 B. 机械能可能改变,动能一定不变 C. 机械能可能改变,动能可能改变 D. 机械能一定不变,动能可能改变
骑自行车上坡前,往往要用力蹬几下,目的是( ) A. 增大惯性 B. 增大动能 C. 增大势能 D. 增大上坡力
一个工人用的水平推力,把重的木箱沿水平地面推动了,求:(1) 推力做了多少功?(2) 重力做了多少功?
拓展提高
一台起重机把质量为的重物匀速提升了,所用时间是,求:(1) 起重机提升重物做了多少功?(2) 起重机提升重物的功率是多少?()
为什么物体匀速上坡时,动能不变,重力势能增大,机械能增大?
如图,人造地球卫星从近地点向远地点运动,下列说法正确的是( ) A. 势能减小,动能增大 B. 势能增大,动能减小 C. 势能增大,动能增大 D. 机械能不变
说明下列过程中机械能的转化: (1) 拉弯的弓把箭射出去; (2) 钟摆在摆动过程中; (3) 汽车匀速上坡。
为什么拦河大坝使水位升高,增加了水的什么能?水力发电时,能量如何转化?