功的原理及应用-课件
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11-1怎样才叫做功(课件)初中物理沪粤版九年级上册
12
活动三:怎样正确计算功？
分析：2000N的重力并没有对车做功。因为重力的方 向是竖直向下的，而车子是在水平方向上移动。
要计算人拉车的力所做的功，就要用拉力的大小乘车 子在拉力的方向上通过的距离。已知车子沿拉力的水 平方向前进了5m，所以还需要知道拉力的大小。
13
例题：小明提着重100N的水桶，在水平地面上前进 了10m，再走上高为3m，楼梯长为6m的石阶， 他 克服水桶重力做了多少功？
已知：G＝100N，h＝3m 求：W 解：因为F＝G＝100N，s＝h＝3m 由W＝Fs＝Gh＝100N×3m＝300N·m＝300J 答：小明克服水桶重力做功300J。
14
三、功的原理
s
F
F
G
h
G
F=
1 2
G
S=2h
这种机械省一半力但却费一倍距离
15
使用动滑轮时手拉绳做功：W=FS=
1 2
G
×
在头顶停留了10s,则在后的10s内，运动员对杠
铃做功是：
（A ）
A0
B 1960J C 490J D 980J
18
4、一个小孩用10N的水平力将50N重的物块沿水平移动
10m，一个大人将这个物体匀速举高2m,那么他们做的
功是：
（C）
A、小孩做的功多 B、大人做的功多
C、他俩做功一样多 D、他俩对物体都没有做功
W＝Fs 单位：1J＝1N·m 4、功的原理：使用任何机械都不省功。
17
巩固练习： 1、起重机吊着重物水平匀速移动了一 段距离。拉力 对物体是否做功？为什么？
2、把重为100N的箱子沿水平地板推动2m，则推力对
箱子做功为： （ D）
活动三:怎样正确计算功？
分析：2000N的重力并没有对车做功。因为重力的方 向是竖直向下的，而车子是在水平方向上移动。
要计算人拉车的力所做的功，就要用拉力的大小乘车 子在拉力的方向上通过的距离。已知车子沿拉力的水 平方向前进了5m，所以还需要知道拉力的大小。
13
例题：小明提着重100N的水桶，在水平地面上前进 了10m，再走上高为3m，楼梯长为6m的石阶， 他 克服水桶重力做了多少功？
已知：G＝100N，h＝3m 求：W 解：因为F＝G＝100N，s＝h＝3m 由W＝Fs＝Gh＝100N×3m＝300N·m＝300J 答：小明克服水桶重力做功300J。
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三、功的原理
s
F
F
G
h
G
F=
1 2
G
S=2h
这种机械省一半力但却费一倍距离
15
使用动滑轮时手拉绳做功：W=FS=
1 2
G
×
在头顶停留了10s,则在后的10s内，运动员对杠
铃做功是：
（A ）
A0
B 1960J C 490J D 980J
18
4、一个小孩用10N的水平力将50N重的物块沿水平移动
10m，一个大人将这个物体匀速举高2m,那么他们做的
功是：
（C）
A、小孩做的功多 B、大人做的功多
C、他俩做功一样多 D、他俩对物体都没有做功
W＝Fs 单位：1J＝1N·m 4、功的原理：使用任何机械都不省功。
17
巩固练习： 1、起重机吊着重物水平匀速移动了一 段距离。拉力 对物体是否做功？为什么？
2、把重为100N的箱子沿水平地板推动2m，则推力对
箱子做功为： （ D）
动能和动能定理课件ppt
动能的推导过程
定义：合外力的功等于物体动能的改变量合外力做的功为：$W_{总}=Fs$动能的改变量为：$\Delta E{k}=E{k2}-E_{k1}$代入得：$\Delta E_{k}=\frac{2mx^{2}}{t^{2}}-\frac{2mx^{1}}{t^{1}}$由于物体做匀加速运动，所以有：$a=\frac{2x}{t^{2}}$代入得：$\Delta E{k}=\frac{4mx}{t^{3}}[(t{1}+t{2})t{1}t{2}-(t{1}+t{2})t{1}t_{2}]$由于物体做匀加速运动，所以有：$a=\frac{2x}{t^{2}}$代入得：$\Delta E{k}=\frac{4mx}{t^{3}}[(t{1}+t{2})t{1}t{2}-(t{1}+t{2})t{1}t_{2}]$
动能和动能定理课件ppt
xx年xx月xx日
动能和动能定理的基本概念动能和动能定理的推导过程动能和动能定理的实例分析动能和动能定理的拓展应用动能和动能定理的实验验证动能和动能定理的教学建议
contents
目录
动能和动能定理的基本概念
01
动能定义
物体由于运动而具有的能叫做动能。
动能计算公式
$E_k = \frac{1}{2}mv^2$
当物体做匀加速直线运动时，其动能随时间增加。
匀加速直线运动
当物体做匀减速直线运动时，其动能随时间减少。
匀减速直线运动
平抛运动
当物体做平抛运动时，其动能随时间变化，但总动能保持不变。
圆周运动
当物体做圆周运动时，其动能随速度变化，但总动能保持不变。
曲线运动中的动能定理
弹性碰撞
当两个物体发生弹性碰撞时，其总动能保持不变。
华师大版功的原理PPT课件
A
B
C
D
W=F*S =G*h
定滑轮 动滑轮 杠杆Βιβλιοθήκη GhG*h
G/2 G/4
2h 4h
G*h G*h
使用机械可以省力或者可以省距离但却不能省功 使用任何机械时,动力对机械所做的功 等于机械克服阻力所做的功. 即使用简单机械不能省功 --------这个结论叫功的原理
即:W动=W阻 F动S=f阻h
功的原理的应用
欢迎大家来学习
功的原理
简单机械
F
G
F F
G G
F
一切用来改变力的大小和方向的装置都叫机械
将一个重为G 的物体提高h(滑轮质量及绳与滑轮之间的摩擦不 计)
G
直接用手做 的功W(焦)
h
G
F F
G
使用简单机械 名称 拉力F(牛) F移动的距 离S(米) 利用机械做 的功
定滑轮 W=F*S =G*h 动滑轮 杠杆
G G/2
h 2h
G*h G*h
F
W1=FS=G h
F
G
h
G G
1.动力F为多大? F=G/4
2.当重物提出来高h时F移动的距离是多少? SF=4h
W=F*S=G/4*4h=G h
F
直接用手 做的功 W(焦)
F F
G G
F
通过上述实验,对照表格:
使用简单机械 名称 拉力F(牛) F移动的 距离S(米) 利用机械 做的功
G
F
解:总功:WF=F*S=50牛*4*3米=600焦
有用功:Wf=f*S1=120牛*4米=480焦
ŋ= W
W有用功
《功的原理》简单机械 功精品ppt课件
一、功的原理
斜面
一、功的原理
斜 面 的 应 用
二、功的原理的计算
假设斜面很光滑，无摩擦。 根据功的原理：
W用 W不用
斜面长是斜面高的几倍，推 力就是物重的几分之一。
要使物作升高相同的高 度，斜面越长越省力。
二、功的原理的计算 例题讲解
P85例题 解：物重G=mg=120 kg x 10 N/kg=1200 N 由于斜面没有摩擦，根据功的原理，可得： Fl=Gh F=Gh/l
随堂练习
3、用图所示的甲、乙两种装置将同一物体升高1米，
如果不计摩擦和滑轮重，那么拉力F所做的功是 （C ） A．甲多 B．乙多
C．一样多
D．不能比较
随堂练习
4、如下图所示。将绳子的一端拴在光滑斜面的顶端，
使绳绕过圆木，用手拉住绳子的另一端，将圆木拉 上斜面。已知圆木的质量为20千克，斜面长4米，高
如图进行操作，完成表格
一、功的原理
所用 机械 杠杆 动滑 轮 钩码 重 G/N 钩码提升 机械对钩 动力 的高度 码做的功 F/N h/m W1/J 手移动 的距离 s/m 手对机械 做的功 W2/J
比较上述两个实验中手对机械做的功和机械对物 体做的功，他们有什么关系？ 实验表明：使用机械时人们所做的功，都不会少 于不用机械所做的功，任何机械都不省功。这就是功 的原理。
一、功的原理
思考:不省功的原因是什么？
不存在既省力又 省距离的机械
不能省功 功=力×距离
一、功的原理 想想议议
使用任何机械都不省功，我们为什么还要使用各种机 械呢？ （1）
我比你 省力 你多麻 烦啊
一、功的原理 想想议议
（2）
我挺轻 松的 我累死 了
04-课件：6.2 虚功原理
原理
原理
力系平衡 位移相容
实 虚
实
虚位移原理
虚 虚力原理
u 变形体体系的虚功原理适用于所有变形体体系（二维板壳结构
和三维块体）
u 实际或虚设的力状态（内外力） 均应满足的静力平衡条件。
u 杆件结构的每一个杆件的位移状态 （实际或虚设）均应满足：①任一 微段满足应变～位移关系；②边界 位移满足约束边界条件。
Ø3、虚功原理的两种应用
虚位移原理
对于给定的力状态（实力状态）， 另虚设一个位移状态（虚位移状 态），利用虚功方程来求解力状态
中的未知力
虚力原理
对于给定的位移状态（实位移 状态），另虚设一个力状态 （虚力状态），利用虚功方程 来求解位移状态中的位移
Ø4、变形体系虚功原理的几点说明
功 能 力与位移无关 虚功
u单位位移法
总结利用刚体体系的虚位移原理求解静定结构的支反力 和内力的求解步骤：单位位移法
①取实际力状态 ：撤除与待求力相应约束，用约束力X 代替
②取虚位移状态：沿X正方向产生单位位移X=1；与荷载 F处对应位移记为P(由几何关系求得)
③列虚功方程：X.1+(F.P)=0 ④ X=-F.P
例3：一伸臂梁，支座A向下移动距离c1，求C点的竖向位移△。
A
c1
a
A
F RA F. b a
A
F RA b a
c
B
C
实位移状态
b
F
B
C
虚力状态
F 1
B
C
说明：①实位移状态：给 定的实际状态
②虚力状态：沿所求位移 方向假设一外力
③虚功方程：
F.
FR .c1
0
大学物理-功ppt课件
W i
合力的功为各分力的功的代数和。
4
一对作用力力和反作用力的功 W F1 dr1 F 2dr 2
dr1
1 F1
F2 2
F1F2
W
W
F1dr F1d
1
r1
F
1rd2r
2
r1
r1 r2
dr 2
r2
W F1 dr12
o 参照物
第一物体受的力与其对第二物体相对的元位移点积为元功。
b 沿闭 m合g回路 d的l功为0零。
mg
或
gdl 0
水平地面
称为重力场中的环流定律。
具有上述条件的力为保守力，相应的场为保守力场。因此，重 力是保守力，重力场为保守力场。
如万有引力，静电力等皆为保守力。而摩擦力等为耗散力。
11
2 重力势能
特点：
E p mgh
（1）系统性；
（2）相对性，与零势能面的选择有关。选择不同的零势能面， 势能间差一常数。
功的特点同重力功，故弹性力也称保守力 。
引入弹性势能
EP
1 2
kx2
21
弹性势能特点
EP
1 2
kx2
（1）弹性势能零点选在弹簧未伸长处；
x2
（2）弹性势能是形变能；与形变量平方 正比。
（3）弹性势能零点也可选在弹簧拉压变化的任何位置；只是 形式稍复杂，要在上式中附加常数。
（4） 弹性力的功与弹性势能的关系
2y mV 1y p
mV 2mV 1 t
y
p t
40
即
Ft
mV 2
mV 1
p
分量式
F
x
mV
2
x t
合力的功为各分力的功的代数和。
4
一对作用力力和反作用力的功 W F1 dr1 F 2dr 2
dr1
1 F1
F2 2
F1F2
W
W
F1dr F1d
1
r1
F
1rd2r
2
r1
r1 r2
dr 2
r2
W F1 dr12
o 参照物
第一物体受的力与其对第二物体相对的元位移点积为元功。
b 沿闭 m合g回路 d的l功为0零。
mg
或
gdl 0
水平地面
称为重力场中的环流定律。
具有上述条件的力为保守力，相应的场为保守力场。因此，重 力是保守力，重力场为保守力场。
如万有引力，静电力等皆为保守力。而摩擦力等为耗散力。
11
2 重力势能
特点：
E p mgh
（1）系统性；
（2）相对性，与零势能面的选择有关。选择不同的零势能面， 势能间差一常数。
功的特点同重力功，故弹性力也称保守力 。
引入弹性势能
EP
1 2
kx2
21
弹性势能特点
EP
1 2
kx2
（1）弹性势能零点选在弹簧未伸长处；
x2
（2）弹性势能是形变能；与形变量平方 正比。
（3）弹性势能零点也可选在弹簧拉压变化的任何位置；只是 形式稍复杂，要在上式中附加常数。
（4） 弹性力的功与弹性势能的关系
2y mV 1y p
mV 2mV 1 t
y
p t
40
即
Ft
mV 2
mV 1
p
分量式
F
x
mV
2
x t
人教版初中九年级物理课件-第18章 电功率
1 kW·h（度）＝ 3.6×106J
测量电能的仪器－电能表
1.到目前已消耗电能823.6度电。
220V—表示这个电能表的额定电压 是220V。
kW·h
08236
10（20）A—表示此电能表允许通过 的最大电流是10A（短时间不能超 过20A）
50Hz —表示电能表是在50Hz的交
流电路中使用
220V 10（20）A
例4：两只标有“6V 3W”和“6V 4W”的 小灯泡串联后接在6V的电源上，谁发光 更亮一些？若将它们并联接在4V的电源 上，谁发光亮一些？
练习1：甲、乙两用电器的电功率之比为2:3，
消耗的电能之比为4:3，则工作时间之比为( D )
A.8:9
B.1:1
C.1:2
D.2:1
练习2：小李买了一只60W的灯泡，“60W”是 指小灯泡的（A ） A.额定功率 B.实际功率 C.实际电压 D.额定电压
电功率等于电功与所用时间的比值， 表示电能所消耗快慢的物理量。
※P=W/t式应用问题
P＝
W t
W= Pt
t＝
W p
两套匹配单位：
已知W和t，求P 已知P和t，求W 已知W和P，求t
电能W
电功率P
1
焦J
瓦W
2 千瓦时kW·h 千瓦kW
时间t 秒s 小时h
某电视机的电功率是250瓦，每天使用3小时， 一个月用电多少千瓦时？（按30天计算）
出该用电器的功率吗？
kW·h
思考：电功率P的公式是什 么？知道时间t吗？知道公 牛这段时间消耗的电能W吗？ W能否求出？
08236
220V 10（20）A
50Hz 3000r/ kW·h
解：W＝60／3000（kW·h)＝0.02kW·h
测量电能的仪器－电能表
1.到目前已消耗电能823.6度电。
220V—表示这个电能表的额定电压 是220V。
kW·h
08236
10（20）A—表示此电能表允许通过 的最大电流是10A（短时间不能超 过20A）
50Hz —表示电能表是在50Hz的交
流电路中使用
220V 10（20）A
例4：两只标有“6V 3W”和“6V 4W”的 小灯泡串联后接在6V的电源上，谁发光 更亮一些？若将它们并联接在4V的电源 上，谁发光亮一些？
练习1：甲、乙两用电器的电功率之比为2:3，
消耗的电能之比为4:3，则工作时间之比为( D )
A.8:9
B.1:1
C.1:2
D.2:1
练习2：小李买了一只60W的灯泡，“60W”是 指小灯泡的（A ） A.额定功率 B.实际功率 C.实际电压 D.额定电压
电功率等于电功与所用时间的比值， 表示电能所消耗快慢的物理量。
※P=W/t式应用问题
P＝
W t
W= Pt
t＝
W p
两套匹配单位：
已知W和t，求P 已知P和t，求W 已知W和P，求t
电能W
电功率P
1
焦J
瓦W
2 千瓦时kW·h 千瓦kW
时间t 秒s 小时h
某电视机的电功率是250瓦，每天使用3小时， 一个月用电多少千瓦时？（按30天计算）
出该用电器的功率吗？
kW·h
思考：电功率P的公式是什 么？知道时间t吗？知道公 牛这段时间消耗的电能W吗？ W能否求出？
08236
220V 10（20）A
50Hz 3000r/ kW·h
解：W＝60／3000（kW·h)＝0.02kW·h
功和机械能复习上课用公开课获奖课件
第40页
（宿迁）某学习小组使用几种相似滑轮分别进行机械效率测定，
如图.他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升髙度h、测力计移
动距离S，并将计算出有用功W有用、总功W总和机械效率η数
据一并记人下表：
(1)表格中数据＝
;
(2)比较试验1、2，第742次.1%机械效率较低，重要原因是 ;
________________________________________________ _动_滑轮有重力（或有用功相似时，使用动滑轮做额外功多等）
第7页
1、小明用100N力将50N铅球掷出10m远，
则在铅球抛出过程中，人对铅球所作功是：
（）
C
A、1000J
B、500J
C、0J
D、1500J
第8页
2.在平地上，用50N水平拉力拉重100N箱子，前 进了10m，拉力做了多少功？假如把这个箱子匀 速举高1.5m，又做了多少功？
解：W=FS=50N×10m=500J
通过一动滑轮用60 N拉力提起重
为100N重物，使重物提高2m。
F
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W用机械=FS=60N×4m=240J 解：S=2h=2×2m=4m W直接=Gh=100N×2m=200J 为何运用实际机械做功不小于不用机械 直接用手做功呢 ？
第11页
知识构造
=5J
机械效率： η= W有/ W总 = 5J/ 12J
=41.67﹪
F L
.
G
第30页
措施提醒
首先在题目中数据上标出对应字母。
另一方面要注意，用滑轮组提起货品高 度与人把绳子末端拉下距离之间关系 （ S= n h）。
（宿迁）某学习小组使用几种相似滑轮分别进行机械效率测定，
如图.他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升髙度h、测力计移
动距离S，并将计算出有用功W有用、总功W总和机械效率η数
据一并记人下表：
(1)表格中数据＝
;
(2)比较试验1、2，第742次.1%机械效率较低，重要原因是 ;
________________________________________________ _动_滑轮有重力（或有用功相似时，使用动滑轮做额外功多等）
第7页
1、小明用100N力将50N铅球掷出10m远，
则在铅球抛出过程中，人对铅球所作功是：
（）
C
A、1000J
B、500J
C、0J
D、1500J
第8页
2.在平地上，用50N水平拉力拉重100N箱子，前 进了10m，拉力做了多少功？假如把这个箱子匀 速举高1.5m，又做了多少功？
解：W=FS=50N×10m=500J
通过一动滑轮用60 N拉力提起重
为100N重物，使重物提高2m。
F
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W用机械=FS=60N×4m=240J 解：S=2h=2×2m=4m W直接=Gh=100N×2m=200J 为何运用实际机械做功不小于不用机械 直接用手做功呢 ？
第11页
知识构造
=5J
机械效率： η= W有/ W总 = 5J/ 12J
=41.67﹪
F L
.
G
第30页
措施提醒
首先在题目中数据上标出对应字母。
另一方面要注意，用滑轮组提起货品高 度与人把绳子末端拉下距离之间关系 （ S= n h）。
功的原理—鲁科版(五四制)八年级物理下册课件
直接提高
用杠杆提高
用滑轮（组）提高
用斜面提高
实验探究
一、如图，用弹簧测力 计提起杠杆或滑轮； 二、记录弹簧测力计读 数； 三、测量移动距离； 四、数据计入表格。
实验探究
实验表格
所用机械
钩码重/N
钩码提升 高度h/m
机械对钩 码的功 W1/J
动力F/N
手移动距 手对机械 离s/m 的功W2/J
杠杆
随堂练习
3.用图所示的甲、乙两种装置将同一物体升高1米，如果不计摩
擦和滑轮重，那么拉力F所做的功是（C ）。
A．甲多；B．乙多 ；C．一样多；D．不能比较
随堂练习
山区里常常可看见挑夫挑着重物上山，在斜坡上走S形路线，他 们这是为了（ B ）。 A．使人做的功少一点； B．使人省力一些； C．不为什么，这是他们的习惯 ； D．以上说法都不对
简单机械
使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力，是否在省力的同 时也能省功？
使用上面不同的机械，做功又有哪些不同呢？
探究“用机械做的功”和“不用机械做的功”之间的大小关系
1、测出物体的重力G和物体被提起的高度h，算出W不用 2、使用机械把该物体提高相同的高度，测出加在机械末端的拉 力F和该力作用点移动的距离s，算出W用。 3、比较两个功的大小。
动滑轮
对实验数据进行分析，比较手对机械的功和机械对物体的功
实验探究
使用斜面能够省功吗？ 在光滑的斜面上，用弹簧 测力计缓慢匀速拉动重物， 读取弹簧测力计示数并测 量重物上升的高度和重物 沿斜面移动的距离； 数据计入表格。
实验探究
物重G/N
弹簧测力计பைடு நூலகம்示数/N
物体上升高 度/m
物体沿斜面 距离/m
电功和电功率复习课教师公开课课件
流在这段时间内做的功。
二、电功率(P) 1、概念： 电流在单位时间内所做的功叫电功率；电功
率的大小等于电流和电压的乘积。 2、计算公式：
定义式：P=W/t; P=UI
导出公式：P=I2R: P=U2/R
3、单位： 国际单位：瓦特(简称瓦)；符号：W 常用单位：千瓦(kW)，且有1 kW =1000 W
工厂的用电功率为：
P = W/t = 0.08 Kwh/0.333h =2 .4 Kw
例3：有一只标有“Pz220—100”字样的灯泡，接到电压为 110伏的电路中，这只灯泡消耗的实际功率是多少？
解： 由P=U2/R，可得： R=U2额/P额=（220V）2/100W=484Ω
P实=U2实/R=（110V）2/484Ω =25W 答：灯泡消耗的实际功率为25瓦。
是
W。
练习巩固
3.标有“6V 6W”的灯泡，
如果接在15V的电路中并使
其正常发光，应
联
一个阻值为
Ω
的电阻。
4.将标有“××V 10W”的小灯泡L与R＝10的
电阻按如图所示方式连接。闭 合开关S后，电压表的示数为8V，电流表的示数
为1A。设小灯泡灯丝电阻不 变.求：（1）小灯泡L的电阻。 （2）小灯泡L的额定电压。
练习巩固
1.某养鸡场有一台电热孵卵 器，其发热体由两条110 的电阻丝并联组成。如果 通过发热体的电流是2A， 通电10s该发热体产生的热 量为_____________ J。
练习巩固
2.某宿舍内有“PZ220-40”
的电灯20盏，“220V 60W”
的彩电10台，这些电器同
时使用时，消耗的总功率
答：在这段时间内，电流做功27焦耳，电流做功的功率 是0.45瓦。
二、电功率(P) 1、概念： 电流在单位时间内所做的功叫电功率；电功
率的大小等于电流和电压的乘积。 2、计算公式：
定义式：P=W/t; P=UI
导出公式：P=I2R: P=U2/R
3、单位： 国际单位：瓦特(简称瓦)；符号：W 常用单位：千瓦(kW)，且有1 kW =1000 W
工厂的用电功率为：
P = W/t = 0.08 Kwh/0.333h =2 .4 Kw
例3：有一只标有“Pz220—100”字样的灯泡，接到电压为 110伏的电路中，这只灯泡消耗的实际功率是多少？
解： 由P=U2/R，可得： R=U2额/P额=（220V）2/100W=484Ω
P实=U2实/R=（110V）2/484Ω =25W 答：灯泡消耗的实际功率为25瓦。
是
W。
练习巩固
3.标有“6V 6W”的灯泡，
如果接在15V的电路中并使
其正常发光，应
联
一个阻值为
Ω
的电阻。
4.将标有“××V 10W”的小灯泡L与R＝10的
电阻按如图所示方式连接。闭 合开关S后，电压表的示数为8V，电流表的示数
为1A。设小灯泡灯丝电阻不 变.求：（1）小灯泡L的电阻。 （2）小灯泡L的额定电压。
练习巩固
1.某养鸡场有一台电热孵卵 器，其发热体由两条110 的电阻丝并联组成。如果 通过发热体的电流是2A， 通电10s该发热体产生的热 量为_____________ J。
练习巩固
2.某宿舍内有“PZ220-40”
的电灯20盏，“220V 60W”
的彩电10台，这些电器同
时使用时，消耗的总功率
答：在这段时间内，电流做功27焦耳，电流做功的功率 是0.45瓦。
刚体虚功原理及其应用
3 、刚体虚功原理
原理：对于具有理想约束的刚体体系，体系所作用的 任意力系，在可能位移上受作的虚功总和为零，是刚体上 所受力系平衡的必要和充分条件。
可能位移：体系发生符合约束条件的无限小位移； 理想约束：约束反力在可能位移上所作的功恒等于零； “虚功”：任意力系与可能位移互不相干； 必要条件：任意力系为平衡力系 → 虚功总合为零； 充分条件：虚功总合为零 → 任意力系为平衡力系；
第三章 静定结构的受力分析
§3-8 刚体虚功原理及其应用
一、刚体虚功原理
1、刚体——在外界因素作用下，不产生变形的物体。
2、功的概念
功：力与位 移的点乘积;
F • S F S cos
FA
α
A S
实功：力在由自身引起的位移上所做的功称为“实功”；
虚功：力在与自身无关的位移上所做的功称为“虚功”。
一、静定结构组成
3、几何不变且无多余约束的必要条件——W=0
4、几何不变且无多余约束的充分条件——四个规则
5 、自由度(S)、多余约束(n)、计算自由度(W)与体系 的几何特征和静力特征 的关系
（1） 静定结构——S=0,n=0,W=0 （2） 超静定结构——S=0, n>0, W<0 （3） 静定可变体系——S>0,n=0, W >0 （4） 超静定可变体系——S>0,n>0, W 可正、可 负、可为零
一、静定结构组成 6、几何组成与平衡方程的关系 几何可变体系——平衡方程无解 有多余约束的几何不变体系——平衡方程无唯一解 几何不变且无多余约束体系——平衡方程有唯一解
二、静定结构的内力分析 1、截面法
（1）脱离体的选取原则； （2）脱离体可以是结点、杆件或杆件体系：
虚功原理及其应用ppt课件
5
②虚功原理是分析力学的基本原理，仅对惯性系成立;
③理想约束 理想约束概念是分析力学的基本假设，是从客观实践中抽象
出来的。例如光滑约束，刚性约束等都是理想约束。 此假设不仅运用于静力学，对动力学同样成立。
④对于保守力学系统：
V V V
Fi
iV
N
( xi
i
yi
j zi
k)
W Fi ri
o
r
x
(2r cos 2 l cos )
2
y
mg
W Fi ri mg yD 0 i
Q
i
Fi
ri qk
Q mg(2r cos 2 l cos ) 2
2r cos 2 l cos
0
mg yD
mg
[(2r cos l )sin] 2
2
4(c2 2r 2 ) l
2r cos2 l cos 2
p1 A
p22（（xBx23,,yyF2）3）
x2
l1
cos
1 2
l2
cos
y3 l1 sin l2 sin
23
由虚功原理
P1 x1 P2 x2 F y3 0
广义力Q1
1 2
P1l1
cos
P2l1
cos
Fl1
sin
1 2
P2l2
cos
Fl2
sin
0
tg P1 2P2
2F
tg P2
b、确定系统的自由度，选取合适的广义坐标，
c、并建用立广坐义标坐系标，表分示析力并作图用示点系的统有受用到坐的标所，有即主：动将力r；i 表示为广
义坐标qk (k=1,2,…s) 的函数，并求出：xi , yi , zi
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功的原理及应用 ——功的原理
做功的两个必要因素是什么？
作用在物体上的力 、物体在力的方向上通过的距离
简单机械的作用是什么？
省力 使用简单机械的省 作距 用离
改变力的方向
使用简单机械可以省力，或者省距离，能省功吗？
要把这个物体运到高处，有哪些方法？
用手直接把物体提上去． 用杠杆把物体提上去． 用动滑轮或滑轮组
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021 8:21:43 PM
•
11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/2/272021/2/272021/2/27Feb-2127-F喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/2/272021/2/272021/2/27Satur day, February 27, 2021
斜面
斜面是一种省力机械
假设斜面很光滑，无摩擦．
根据功的原理：
W用 W不用
Gh F L Fh GF
斜面长是斜面高的几倍，推 力就是物重的几分之一．
要使物作升高相同的高度， 斜面越长越省力．
斜 面 的 应 用
螺旋是也是斜面的一种应用
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/2/272021/2/27Saturday, February 27, 2021
）
不用滑 轮
W不用机械 （J）
1
2
1．省力机械还是费力机械能够省功？ 2．自重和摩擦力大的机械还是自重和摩擦力 小到可忽略不计的机械能够省功？
功的原理
使用任何机械都不能省功．
不省功的原因是什么？ 因省力的机械必费距离，省距离的机械一 定费力，而功=力×距离，所以不能省功．
我们的结论是利用简单机械研究的结果， 能适用于复杂机械吗？
用力F直接将物体匀速提升h m，
F对物体做功 W ＝Gh
F
动力臂为阻力臂的三倍
人利用杠杆将物体匀速提升h m
拉力 F 做的功
WFsG3hGh 3
WW
使用动滑轮或滑轮组将重 2N的物体匀速提升 0.2m．
实验内 容
物重 G（N）
提升高 度
h（m）
拉力 F（N）
实移距 离
S（m）
用滑轮做
功 W用机械 （J
•
13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/2/272021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021
•
14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年2月27日星期 六2021/2/272021/2/272021/2/27
•
15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年2月2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021
•
16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/2/272021/2/27Februar y 27, 2021
•
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/2/272021/2/272021/2/272021/2/27
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
做功的两个必要因素是什么？
作用在物体上的力 、物体在力的方向上通过的距离
简单机械的作用是什么？
省力 使用简单机械的省 作距 用离
改变力的方向
使用简单机械可以省力，或者省距离，能省功吗？
要把这个物体运到高处，有哪些方法？
用手直接把物体提上去． 用杠杆把物体提上去． 用动滑轮或滑轮组
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021 8:21:43 PM
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11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/2/272021/2/272021/2/27Feb-2127-F喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/2/272021/2/272021/2/27Satur day, February 27, 2021
斜面
斜面是一种省力机械
假设斜面很光滑，无摩擦．
根据功的原理：
W用 W不用
Gh F L Fh GF
斜面长是斜面高的几倍，推 力就是物重的几分之一．
要使物作升高相同的高度， 斜面越长越省力．
斜 面 的 应 用
螺旋是也是斜面的一种应用
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）
不用滑 轮
W不用机械 （J）
1
2
1．省力机械还是费力机械能够省功？ 2．自重和摩擦力大的机械还是自重和摩擦力 小到可忽略不计的机械能够省功？
功的原理
使用任何机械都不能省功．
不省功的原因是什么？ 因省力的机械必费距离，省距离的机械一 定费力，而功=力×距离，所以不能省功．
我们的结论是利用简单机械研究的结果， 能适用于复杂机械吗？
用力F直接将物体匀速提升h m，
F对物体做功 W ＝Gh
F
动力臂为阻力臂的三倍
人利用杠杆将物体匀速提升h m
拉力 F 做的功
WFsG3hGh 3
WW
使用动滑轮或滑轮组将重 2N的物体匀速提升 0.2m．
实验内 容
物重 G（N）
提升高 度
h（m）
拉力 F（N）
实移距 离
S（m）
用滑轮做
功 W用机械 （J
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13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/2/272021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年2月2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021
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