初中物理功的公式有:
1. 功:$W = Fs$;
2. 总功:$W_{总} = W / η$;
3. 功率:$P = \frac{W}{t}$;
4. 机械效率:$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} \times 100\%$。
其中,F为力,s为在力的方向上移动的距离,W为功,η为机械效率。这些公式可以用来解决初中阶段的大部分物理问题。
题目:一个重为 50 牛顿的物体在水平地面上移动了 1 米,物体与地面间的摩擦系数为 0.2。在这个过程中,物体受到的摩擦力是多少牛顿?如果一个人用 20 牛顿的力推动这个物体,那么他需要移动多远才能使物体移动 1 米?
解答:
1. 对于第一个问题,根据 W = Fs,其中 W 是功,F 是摩擦力,s 是物体移动的距离,我们可以得到:
W = Fs
F = W / s
由于物体在水平地面上移动了 1 米,所以 s = 1 米。
又由于物体受到的摩擦力与重力有关(摩擦力的大小通常与压力和摩擦系数有关),所以我们可以使用牛顿第二定律来求解摩擦力。
根据牛顿第二定律,F = ma,其中 F 是摩擦力,m 是物体的质量(在这个问题中,我们假设物体的质量为 5 千克),a 是物体的加速度(我们假设为 0)。
将上述数据带入公式 F = W / s 中,得到:
F = (50牛顿)(0.2) = 10牛顿
所以,物体受到的摩擦力为 10牛顿。
2. 对于第二个问题,同样使用 W = Fs,其中 F 是推力,s 是人需要移动的距离才能使物体移动 1 米。
由于人用 20 牛顿的力推动这个物体,所以 F = 20 牛顿。
由于物体已经移动了 1 米,所以 s = 1 米。
将上述数据带入公式 W = Fs 中,得到:
W = Fs = 20牛顿 × 1米 = 20焦耳
所以,人需要移动 20 米才能使物体移动 1 米。
总结:这个例题展示了如何使用功的公式来求解力和距离的关系。通过这个例子,我们可以更好地理解功的原理和计算方法。