第 2 节 功理解领悟做功过程反映了能量的变化过程
就本章知识结构来说,“功”是为进一步得出“能”这个更为广泛、更为重要的概念服务的
因此,“功”是本章的重要内容
本节知识是初中学习的继续和提高
本节课的重点是理解功的概念,掌握功的计算
难点是对正功和负功的理解
做功的两个不可缺少的因素物理中的“功”不同于人类活动和生产劳动中的“做工”、“工作”和“劳动”等物理中的做功是特定的物理过程
理解功的概念,首先要知道做功的两个不可缺少的因素:力和物体在力的方向上发生的位移
只有两者同时不为 0,力才对物体做了功
例如,人提着水桶在水平路面上行走,人提水桶的力对水桶就不做功,因为提水桶的力沿竖直方向,而水桶在竖直方向上无位移
再如,在光滑水平面上用绳子拉着物体绕固定端做匀速圆周运动,绳子的拉力对物体也不做功,因为绳子的拉力方向和物体的运动方向始终垂直,也就是说,在拉力方向上物体无位移
功的计算如图 5—6 所示,当力的方向与物体位移的方向一致时,功等于力的大小 F 与位移的大小 l 的乘积,即 W=Fl
当力的方向与物体位移的方向成某一角度时,我们可以将力 F沿位移 l 的方向和垂直于位移 l 的方向分解为两个分力 F1、F2,如图 5—7 所示
其中,分力 F2 与位移 l 垂直,做功为 0,因此力 F对物体所做的功等于分力 F1对物体所做的功,即W=F1l= (Fcosα) l=Flcosα
我们也可以换一种思路:将位移 l 沿力 F 的方向和垂直于力 F的方向分解为两个分位移 l1、l2,如图 5—8 所示,同样可以得出力 F 对物体所做的功为 W=Fl1=F (l cosα) =Flcosα
可见,力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦的乘积
图 5 - 7lαFF1F2图 5 - 6lF图 5 - 8lαFl1l2在国际单位制中,功