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W=FS与W=Gh的区别解析

花韻仙語

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发布时间:2026-01-19 08:06:17

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来源于php中文网

原创

1、 null

2、 两式所采用的物理量单位存在差异:公式 $ W = FS $ 中,$ F $ 表示作用力,$ S $ 表示物体沿力方向发生的位移;而 $ W = Gh $ 中,$ G $ 表示物体重力(即 $ G = mg $),$ h $ 表示物体在竖直方向上的高度变化量。因此,在实际运算中需注意单位体系的一致性。

3、 利用 $ W = Gh $ 计算的是重力对物体做功的情况,适用于物体仅在竖直方向发生位移时,反映重力在自身方向上所做的功;而 $ W = FS $ 是通用形式,描述任意恒力 $ F $ 作用下物体沿该力方向移动距离 $ s $ 所做的功。二者适用场景与推导逻辑不同,应用时应加以辨析。

4、 当完成相同大小的功时,人工作业与机械作业所耗费的时间往往不同。为定量比较做功的快慢程度,物理学中引入了“功率”这一物理量——它定义为功与完成该功所用时间的比值,用以表征做功效率的高低。

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6、 功产生的必要条件有两个:其一,物体必须受到力的作用;其二,物体须在该力的方向上产生一段位移。功的数值等于作用力的大小与物体沿力方向移动距离的乘积,即功 = 力 × 距离。

7、 功的基本计算式为 $ W = Fs $,其中功的国际单位是焦耳(J),力的单位为牛顿(N),位移单位为米(m),且满足 $ 1\,\text{J} = 1\,\text{N} \cdot \text{m} $。功率(记作 $ P $)则定义为单位时间内完成的功,数学表达为 $ P = \dfrac{W}{t} $。

8、 在使用任何机械的过程中,动力对机械输入的功,始终等于机械克服所有阻力(包括有用阻力与额外阻力)所输出的功。由此可知,任何机械都不可能实现“省功”,即功的原理具有普适性。

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