《功与功率》阅读资料

功与功率的复习与练习徐建敦 2010.12.281、正确理解功的概念 一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，力学里就说这个 力做了功。从功的概念中可以看出做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力，二 是物体在力的方向上通过的距离， 这两个因素中缺少任何一个都不能说对物体做了功， 学习中应注意以下三种情况对物体没有做功：(1) 有力作用在物体上，但物体没有移动距离，如推车没有推动，搬石块未搬起， 力都没有对物体做功；(2) 物体没有受到力的作用， 但由于惯性而移动了一段距离， 如在光滑的水平面上 做匀速直线运动的物体，由于在水平方向上没有受到力的作用，因此没有力对该物体 做功；(3) 物体受到了力的作用， 也移动了一段距离， 但力的方向和物体移动的方向互相 垂直，如用竖直向上的力提着箱子在水平方向上移动了一段距离，这种情况下力对箱 子就不做功。在分析力对物体做功的情况时，还应注意力和物体移动距离的同时性，即力跟物 体移动的距离须对应于同一段时间，如要判断“扔出去的石块向前飞的过程中，手对 石块是否做功”，要考虑手扔石块时手对石块的力在扔的瞬间，而石块被手扔出后向 前飞的过程中，手对石块就没有力的作用了，故扔出去的石块向前飞的过程中，手对 石块并不做功。2、功的计算力学里规定功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，即功=力乂距离，用公式表示为 W=Fs在利用该公式进行计算时，须注意三点：(1) 力与物体移动的距离在方向上必须保持一致；(2) 力与物体移动的距离必须对应于同一物体；(3) 力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。3、使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使 用任何机械都不省功。 这个结论叫功的原理。 学习时知道功的原理是一个普遍的结论， 对于任何机械都适用。理解功的原理时应注意：(1) 在不考虑机械自身重力以及由于使用机械而产生的摩擦时( 满足这样条件的机械，叫理想机械)；动力对机械所做的功 W动等于机械对物体做的功 W几。(2) 在实际中， 机械自身有重力， 工作中不可避免地有摩擦， 这时人们对机械所做 的功W、等于手直接对物体所做的功w有用与使用机械不得不做的额外功W额外之和。也可 理解为：动力对机械所做的功 W动等于机械克服有用阻力做的功 W有用与克服额外阻力做 的功W额外之和。4、虽然使用任何机械都不能省功， 但是使用机械可以改变力的大小、 方向或动力 作用点移动的距离，还可以改变做功的快慢以及比较方便地完成人们不便直接完成的 工作等，故实际中人们要大量使用机械。5、理解有用功、额外功和总功(1) 有用功是为达到某个目的所做的功， 要从分析需要做功的物体入手。 如利用机 械提升物体时，需要对提升的物体做功，那么用来提升物体做的功是有用功，可用 W 有用=Gh计算，式中G为所提物体受到的重力，h为物体在竖直方向上提升的距离；若利用滑轮组使物体在水平面上做匀速直线运动时，在已知物体与水平面的摩擦 力的情况下，有用功就等于摩擦力 f 与物体在水平方向上移动的距离 s 的乘积，即 W 有用=fs o(2) 分析额外功要从简单机械本身受力情况入手，凡是为了克服机械本身 ( 如物体 和斜面、滑轮与绳子等 )的摩擦做的功， 或者是克服机械自身的重力 (如动滑轮重 ) 而做 的功是额外功，这些功是机械对物体做有用功的同时并非人们需要却不得不做的功。(3) 人们在利用机械达到一定目的的过程中，所做的功等于有用功和额外功的总 和，这个功叫做总功，即 W总=W有用+W额外。总功还可以利用 可总=卩$来计算，式中F为作 用在机械上的动力，s为动力作用点移动的距离。6机械效率等于有用功跟总功的比值，它反映了机械性能的优劣，可用n = W有用/W总来计算。因为w有用W总，所以n G,比较两个滑轮组做的有用功W、W及机械效率n 1、n 2，若不计摩擦，则下列判断正确的是（）A.WW, n 1 n 2B.WW， n 1 n 2D .W、W无法比较，n 1 n 29. 如图14. 3所示，绳子通过定滑轮悬挂一个重 50N的物体，若绳子与滑轮间的摩擦及绳重忽略不计， 一个小孩拉着绳端从滑轮I正下方出发沿水平面向右走过 3m,把重物匀速提升了 Im,在这个|: 过程中人拉绳所做的功为（）A. 50JB . 150J C . 200J D .无法确定10. 某人用50N的力将重为10N的球踢了一脚，球在地面上滑行 5m后停止，则此人 ()A.没有做功 B.做功250J C.做功50J D.做了功，但功的大小无法计算11. 某人拉着重1000N的物体在水平地面上匀速前进 10m物体受到的阻力是200N,人对物体做的功是.12. 某人用一个动滑轮将重物匀速提高 3m所用拉力是60N,此人做功13. 一辆轿车用3000N的牵引力以72km/h的速度在高速公路行驶，这辆轿车的功率是.14. 一辆汽车，以60kW的功率沿水平公路匀速行驶，若汽车的行驶速度为36km/h，汽车受到的阻力是。15. 举重运动员把1176N的杠铃在2s内举高2m后，又在空中停留3s,他在整个过程中的功率是.16. 正常人的心脏推动血液流动的功率约1.5W，那么在一天时间内心脏做功，这些功可以把一个质量为 60kg的人匀速举高. (g取10N /kg)17. 用动滑轮将重400 N的物体匀速提高2m,若拉力大小为300N，则有用功是，动滑轮的机械效率是18. 利用某机械做功，动力做的总功是500J，其中有用功是400J，那么，克服机械自重和摩擦做的额外功是，机械效率是19. 如图所示，斜面长 L=5m高h=1 m.用沿斜面方向的力 F 将重G=1000N勺物体从底端匀速拉到顶端。若机械效率为80%, 求拉力F以及物体与斜面间的摩擦力f.20. 如图所示，当被提起重物为 420 N时，滑轮组的机械效率是 80%， 求：(1)绳端的拉力是多大？(2)如果被提升的重物为42N,提升高度为2m拉力做的功多大？6