物理相关:功

0 阅读

机械功,简称功。

人们注意到,通过动滑轮提升重物时,滑轮质量十分轻时,满足以下关系:

$Fs=Gh$

也就是说,力与距离的乘积是一个有意义的物理量。

其定义为:

力和物体在力的方向上移动距离的乘积。

注意这里的下划线。

也就是说,以下情况物体不做功:

  • 有力没有距离。(e.g. 用力推车但没推动)
  • 有距离没有力。(e.g. 踢足球,足球因惯性运动)
  • 力与距离方向垂直。(e.g. 提水桶在平面上匀速直线运动)

如何计算功?由定义,可得

$W=F\cdot s$

$s=\dfrac {W}{F},F=\dfrac {W}{s}$

若重力做功,我们也写成

$W=G\cdot h$

由国际单位制,可以得到功的单位$\text{N} \cdot \text{m}$,为纪念物理学家焦耳,定义为$\text{J}$。即

$1 \text{N} \cdot \text{m}= 1 \text{J}$

也就是说,机械可以省距离,也可以省力,但决不能省功。

下面留一道习题。

某同学用$100 \text{N}$的力,将重$6 \text{N}$的足球一脚踢出去$20 \text{m}$远,他对足球做的功:
A. $2000 \text{J}$
B. $120 \text{J}$
C. $2120 \text{J}$
D. 条件不足,无法判断

点击显示答案与解析。 答案选D。 注意题目中所给条件中,20m这一条件为足球惯性所导致。

请等待下一次关于功率的介绍。


Lake桑

2018.5.24