物理功和功率知識點?在中學物理中,功與功率是研究能量的基礎,同時,它們也是我們生活中常見的物理單位之一,例如:在描述一個燈泡的照明強度時,我們通常會說這個燈泡是多少瓦特的,而瓦特就是功率的單位現在,我們就來看看本文的重點,功與功率吧,現在小編就來說說關于物理功和功率知識點?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!
在中學物理中,功與功率是研究能量的基礎,同時,它們也是我們生活中常見的物理單位之一,例如:在描述一個燈泡的照明強度時,我們通常會說這個燈泡是多少瓦特的,而瓦特就是功率的單位。現在,我們就來看看本文的重點,功與功率吧!
物體在做簡單的機械運動過程中,當物體受到一個力後,在力的作用下運動了一定的距離,那麼我們就說這個力對物體做了功。因此,功在物理學中含義就是力與力作用位移的乘積,用表達式來描述它們的關系是,即W=F×S。其中,符号W為功,符号F為力,符号S為位移。
因此,功的單位可以為N*M。但是為了感謝焦耳在熱能上的研究貢獻,因此,國際規定功的單位就是焦耳,符号J。因此,1J就等于作用在物體上1N的力使物體移動1M的位移。
在這裡不禁使人想到了力矩,在前面的文章力,我們提到了力矩就是力與中心軸距離的乘積,其表達式也為M=F×L,在式中,M為力矩,F為力,L為長度單位,因此,力矩的單位為N*M。這就使人不得不懷疑,功與力矩究竟有什麼關系。
在這裡我可以明确的告訴大家,功與力矩沒有必然的聯系,力矩的大小反應的是物體轉動程度難易的标量,而功的大小則反應的是跟能量有關的物理量。但兩者的共同點都是有力,這個大家是要區分開來的。
在進一步研究功後,人們發現,功的大小還跟力與位移之間的夾角有關,即功W=F×S×cosα。其中α為力與位移之間的夾角。當然,這裡所說的功是指恒力所做的功,對于力的大小不變,但方向在變的情況下對物體所做的功,其功的大小可以借助微積分方法來求出,此種變力下所的功為力與路程的乘積。
在功的定義式中就能看出,功與力是同時存在,同時消失的。也就是說,求幾個力對物體所做的合功時,并不能用物體受到的合力乘以位移求出,而是用所有的力所做的功的累積,故而,W合=W1 W2 W3 …… Wn。在此,本人提出一個問題,即物體在做平抛運動時,物體所做的功又該怎麼求呢?
當物體做平抛運動時,物體在豎直方向上隻受到重力的作用,而在水平方向上做勻速直線運動,但是,物體做平抛運動時,物體隻受到了重力一個力,但是,根據功的定義W=F×S×cosα可知,此時重力對物體所做的功是不是用力乘以物體的實際位移S呢?這個說法貌似很有道理,但其實又充滿了矛盾。
因為,物體上所有力所做的功是互不影響的,即物體做平抛運動時,重力對物體所做的功為W=G×h×cosα。因為α為零,故而cosα就等于1,因此,重力所做的功為重力G乘以高度h。而且,平抛的物體隻受到重力的作用,因此它的功就為重力所做的功。大家不妨想想,到底哪種說法正确呢?
功就說到這裡了,而在生活中,我們常見的就是功率了,在物理學中,功率就是功與時間的比值,即P=W/T。在式中,P為功率,單位為瓦特,符号為w,而大寫的W為功,T為時間。将功率的定義式進行變換後就可得出,P=F×V。
其中,V為物體的平均速度,在平均速度下求出的功即為平均功率。根據P=F×V可知,當汽車的發動機輸出功率一定時,汽車如果要順利的爬上坡,那麼就必須減小速度來獲得更大的牽引力。
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