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比较法是认识事物间的相异点和相同点的逻辑方法,比较分析(辨)常相伴而行。它们是科学发现的基本逻辑方法。
在科学研究中也常用到“比较法”。 如300多年前伽利略(1564~1642)在比萨斜塔(图1)做自由落体运动实验时,就用了炮弹、木材块、大理石等作比较,进而发现了自由落体运动的定律。在2000多年前希腊斜拉古国的国王希罗,要求阿基米德(约前287~前212)鉴别“金王冠”是否掺假,阿基米德即用自己发现的浮体原理(阿基米德原理),比较“金王冠”和等纯金块所排出的水量是否有差异,从而鉴别了“金王冠”是否掺假的问题。
比较法,在物理学研究中运用极其普遍。但比较法在物理课学习过程中也常要运用。
在“功”这一章里,有许多相近概念。进行分组比较、辨析,这样就可理清容易混淆的知识。
1. 比较做工与做功
辨析:在日常生活里,把一切消耗体力或脑力的劳动都说成是做工,含义很广,而力学里说的做功,包括两个必要的因素,跟作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离有关系,具有“成效”的意思,含义要窄得多。 例如,某人奉命推陷在泥地里的汽车,没有推动,他用的力气没有成效,力学里就说他没有做功,但可以说他在做工,因为他推车是一种消耗了体力的劳动。(相同点:都消耗了体力劳动)
2.比较功与功率
辨析:功是用来量度在做功过程中物体做功多少的。力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过距离的乘积,可用公式 W=Fs 计算. 功率是用来量度在做功过程中物体做功的快慢。力学里把单位时间里完成的功叫做功率,可用公式 P=W/t 计算。(相同点:都含有功(W)这一因素)
3. 比较有用功、额外功与总功
辨析:有用功指的是对人们有用的功,额外功是指没有用但又不得不额外做的功,在实际问题中,分辨有用功与额外功的依据是看做功的目的。例如用水桶从井里提水,目的是把水提上来,所以提水的功是有用功,提桶的功是为了达到提水的目的,而不得不做的额外功,如果从井里捞桶,目的是把桶捞上来,所以提桶的功是有用功,提起桶里带的水的功就是额外功.(相同点:都会有功(W)这一因素)
总功指的是在利用机械时人们对机械总共做的功,总功等于有用功与额外功之和,即 W总=W有用+W额外,要注意,对于理想机械(机械效率η=1的机械),因W额外=0,有W总=W有用;对于实际机械(机械效率η<1=,因W额外>0,有W总>W有用。(相同点:同上)
4. 比较功率与机械效率
辨析:功率和机械效率是人们用来衡量机械性能的两项重要指标,功率的大小可以衡量一台机械做功的快慢,功率越大的机械,做功越快,在单位时间内完成的功率就越多;机械效率 η=W/W反映了总功被有效利用的程序,η 值的高低可以衡量一台机械做功性能的优劣,使用η 值高的机械做功,可以减少额外功,减少能耗,节省人力和物力,所以η 值越高的机械越好。
必须指出,对于一台机械来说,它的功率与它的机械效率是互不相关的. 功率大的机械,它的机械效率不一定高;机械效率高的机械,它的功率也不一定大。在使用和选用机械时,不是功率越大越好,只要配套合适就行了。但不论什么机械,人们总希望它的机械效率越高越好.(相同点……)
5. 比较省力与机械效率
辨析:机械省力是指使用机械做功所用的动力比用手直接做功所用的力(有用阻力)小,一般说来,机械是否省力、省力多少,由机械本身的结构和机械效率两者共同来决定。要注意,省力较多的机械,它的机械效率并不一定大。(相同点……)
练习:判断下列各题的正误。
(1)在相同时间内做功多的机械功率不一定大。
(2)功率越大,做功越多。
(3)做有用功多的机械,机械效率一定高。
(4)功率越大,机械效率越高。
(5)机械效率越高就越省力。
(6)把一只动滑轮改为定滑轮使用,一定能提高机械效率。
答案:(1)、(6)正,(2)~(5)误。
在科学研究中也常用到“比较法”。 如300多年前伽利略(1564~1642)在比萨斜塔(图1)做自由落体运动实验时,就用了炮弹、木材块、大理石等作比较,进而发现了自由落体运动的定律。在2000多年前希腊斜拉古国的国王希罗,要求阿基米德(约前287~前212)鉴别“金王冠”是否掺假,阿基米德即用自己发现的浮体原理(阿基米德原理),比较“金王冠”和等纯金块所排出的水量是否有差异,从而鉴别了“金王冠”是否掺假的问题。
比较法,在物理学研究中运用极其普遍。但比较法在物理课学习过程中也常要运用。
在“功”这一章里,有许多相近概念。进行分组比较、辨析,这样就可理清容易混淆的知识。
1. 比较做工与做功
辨析:在日常生活里,把一切消耗体力或脑力的劳动都说成是做工,含义很广,而力学里说的做功,包括两个必要的因素,跟作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离有关系,具有“成效”的意思,含义要窄得多。 例如,某人奉命推陷在泥地里的汽车,没有推动,他用的力气没有成效,力学里就说他没有做功,但可以说他在做工,因为他推车是一种消耗了体力的劳动。(相同点:都消耗了体力劳动)
2.比较功与功率
辨析:功是用来量度在做功过程中物体做功多少的。力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过距离的乘积,可用公式 W=Fs 计算. 功率是用来量度在做功过程中物体做功的快慢。力学里把单位时间里完成的功叫做功率,可用公式 P=W/t 计算。(相同点:都含有功(W)这一因素)
3. 比较有用功、额外功与总功
辨析:有用功指的是对人们有用的功,额外功是指没有用但又不得不额外做的功,在实际问题中,分辨有用功与额外功的依据是看做功的目的。例如用水桶从井里提水,目的是把水提上来,所以提水的功是有用功,提桶的功是为了达到提水的目的,而不得不做的额外功,如果从井里捞桶,目的是把桶捞上来,所以提桶的功是有用功,提起桶里带的水的功就是额外功.(相同点:都会有功(W)这一因素)
总功指的是在利用机械时人们对机械总共做的功,总功等于有用功与额外功之和,即 W总=W有用+W额外,要注意,对于理想机械(机械效率η=1的机械),因W额外=0,有W总=W有用;对于实际机械(机械效率η<1=,因W额外>0,有W总>W有用。(相同点:同上)
4. 比较功率与机械效率
辨析:功率和机械效率是人们用来衡量机械性能的两项重要指标,功率的大小可以衡量一台机械做功的快慢,功率越大的机械,做功越快,在单位时间内完成的功率就越多;机械效率 η=W/W反映了总功被有效利用的程序,η 值的高低可以衡量一台机械做功性能的优劣,使用η 值高的机械做功,可以减少额外功,减少能耗,节省人力和物力,所以η 值越高的机械越好。
必须指出,对于一台机械来说,它的功率与它的机械效率是互不相关的. 功率大的机械,它的机械效率不一定高;机械效率高的机械,它的功率也不一定大。在使用和选用机械时,不是功率越大越好,只要配套合适就行了。但不论什么机械,人们总希望它的机械效率越高越好.(相同点……)
5. 比较省力与机械效率
辨析:机械省力是指使用机械做功所用的动力比用手直接做功所用的力(有用阻力)小,一般说来,机械是否省力、省力多少,由机械本身的结构和机械效率两者共同来决定。要注意,省力较多的机械,它的机械效率并不一定大。(相同点……)
练习:判断下列各题的正误。
(1)在相同时间内做功多的机械功率不一定大。
(2)功率越大,做功越多。
(3)做有用功多的机械,机械效率一定高。
(4)功率越大,机械效率越高。
(5)机械效率越高就越省力。
(6)把一只动滑轮改为定滑轮使用,一定能提高机械效率。
答案:(1)、(6)正,(2)~(5)误。