如图所示,质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在
考点名称:功率的计算
功率:单位时间里完成的,叫做功率,表示作功快慢程度的物理量,通常用P表示,故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。
功率的计算公式
功率可分为电功率,力的功率等,故计算公式也有所不同。
电功率计算公式:P=W/t =UI;在纯电阻电路中,根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到:P=I²R=(U²)/R
在动力学中:功率计算公式:1.P=W/t(平均功率)2.P=FV;P=Fvcosa(瞬时功率)
因为W=F(f力)×S(s位移)(功的定义式),所以求功率的公式也可推导出P=F·v:P=W /t=F*S/t=F*V(此公式适用于物体做匀速直线运动)
功率计算公式的应用
例:用杠杆来撬一重为2400 N的大石块,当手在5 s内用300 N的力按杠杆,将杠杆一端压下1.6 m,大石块被举高多少m?人做功的功率为多大?(不计杠杆的重力和摩擦)
思路导航:(1)解答此题的关键是能够想到功的原理,往往有同学会用杠杆原理来解答此题,存在这种错误的同学主要是没有正确理解什么是力臂,题中给出的1.6 m是动力沿动力的方向通过的距离,而不是动力臂,题中要求的大石块被举高的高度恰好就是阻力沿阻力方向通过的距离。人对杠杆做的功即动力对杠杆做的功W1=Fs=300 N×1.6 m=480 J(注意:F和s对应),根据功的原理,W1=W2。
W2=G物h=2400 N×h. 480 J=2400×h,解得:h=0.2 m。
(2)人做功的功率就是动力做功的功率为96 W。
方法指导:利用杠杆做功时,在杠杆平衡的时候,根据功的原理和杠杆原理。
考点名称:平衡力与平衡状态
平衡力的定义:
几个力作用在同一个物体上,如果这个物体仍然或变成处于 静止 状态或 匀速直线运动 状态,则这几个力的作用 合力为零,我们就说这几个力 平衡。
判断平衡力:
1、两个力作用在同一物体上。(同体)
2、每对力或每对 合力在同一直线上,方向相反,大小相等。(即合力为零)(等大,同线,异向)
3、这个物体处于 静止状态或 匀速直线运动状态。(和 相互作用力相区别)
保持平衡力的条件:
1.力的大小 相同
2.方向 相反
3.作用(点)在同一直线上
4.作用(点)在同一物体上
平衡状态:
物体的平衡状态可分为四种情形:稳定平衡; 不稳定平衡;亚稳平衡; 随遇平衡。这些平衡状态的区分,应视我们放置该物体的平衡位置而定。
1.稳定平衡:凡能在被移动离开它的平衡位置后,仍试图回复其原来位置(此时其重心比较低)从而恢复到原来的平衡状态的物体,它原来的平衡状态叫“稳定平衡”。例如,圆球体在一个凹进的圆盘中时;一圆锥体以其底面竖立时,都属于稳定平衡状态。
2.不稳定平衡:处于平衡状态的物体,由于受到某种外界微小的作用,如果物体稍有偏离就不能恢复到原来的平衡状态,这种情况叫“不稳定平衡”。例如,当一个圆球体放在一个凸起的圆盘上,或是一个圆锥体,以其尖端竖立在一个平面上,这些物体都处于不稳定平衡状态。翻倒后,一直要等到它们的重心相对地取得最低位置时,这些物体才会静止不动。即任何微小的运动都能使其重心降低的物体,一定处于不稳定平衡状态之下。
3.亚稳平衡:如果物体在外力作用下,稍有偏离尚可恢复,而偏离稍大就失掉平衡的状态,称为“亚稳平衡”。
4.随遇平衡:如果物体在外界作用下,它的平衡状态不随时间和坐标的变化而改变,这种状态叫“随遇平衡”。例如,当一个圆球体停在一个水平平面上的时候,或是一个圆锥体以其外壳的一条边线与平面相接触,即横向放在一个水平平面上时,都会出现随遇平衡状态。这些物体如被移置到一个新的位置时,虽然它们不能自动地恢复其原来的位置,但它们在新的位置上,却仍能停住不动,其重心之高度,亦保持不变。一般说来,任何微小之运动,既不能将其重心提高,亦不能使其重心降低之物体,一定处于随遇平衡状态之下。
平衡力和相互作用力:
作用力和反作用力 | 相互平衡的两个力 | ||
相同点 | 大小 | 相等 | 相等 |
方向 | 相反,且在同一直线上 | 相反,且在同一直线上 | |
区别 | 作用对象 | 分别作用在两个物体上 | 共同作用在同一个物体上 |
作用时间 | 同时产生,同时消失 | 一个力消失另一个力可以存在 | |
力的作用效果 | 作用力和反作用力分别作用在不同的物体上,一般产生不同的效果 | 两个力共同作用在同一个物体上,使物体保持平衡 |
辨别平衡力和相互作用力:
例1 两只鸡蛋相碰时,往往只碰破其中一只,下列有关碰撞时相互间作用力的说法正确的是( )
A.两只鸡蛋受力一样大 B.破的那只鸡蛋受力大
C.未破的那只鸡蛋受力大 D.两只鸡蛋受力大小无法比较
解析:学生凭生活经验往往认为受力大的那只鸡蛋才会破。其实,两只鸡蛋相碰发生相互作用时,它们互为施力物体,也互为受力物体。根据物体间力的作用是相互的,我们能够知道两个鸡蛋受到的作用力大小相等﹑方向相反﹑在同一条直线上,所以A正确。之所以两只鸡蛋相碰时只碰破一只,是因为两只鸡蛋相碰部分蛋壳能够承受的力不同,承受能力差的那只鸡蛋就破了。
答案:A
例2 一个物体只受到两个力的作用,且这两个力的“三要素”完全相同,那么这个物体()
A.处于静止状态或匀速直线运动状态 B.一定改变运动状态
C.一定做匀速直线运动 D.一定处于静止状态
解析:“三要素”相同的两个力,其大小、方向、作用点都相同,则这两个力属于非平衡力,在非平衡力作用下物体的运动状态一定发生改变,B的说法正确。
答案:B
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