2018学年科教版高一物理第四章 机械能和能源 能量与功(知识梳理)
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 在计算功时应该注意以下问题:

①式中F一定是恒力.若是变力,中学阶段一般不用上式求功.②式中的l是力的作用点的位移,也为物体对地的位移.α是F方向与位移l方向的夹角.③力对物体做的功只与F、l、α三者有关,与物体的运动状态等因素无关.④功的单位是焦耳,符号是J.

(4)功是标量,只有大小没有方向,因此合外力的功等于各分力做功的代数和.

(5)物理学中的"做功"与日常生活中的"工作"含义不同.

例如:一搬运工在搬运货物时,若扛着货物站着不动不算做功;扛着货物水平前进不算做功;而在他拿起货物向高处走时就做功了.所以力对物体做功必须具备两个要素:力和在力的方向上有位移.

要点四、功的正负

要点诠释:

1.功的正负

力对物体做正功还是负功,由F和l方向间的夹角大小来决定.

根据知:

(1)当0°≤α<90°时,cosα>0,则W>0,此时力F对物体做正功.

(2)当α=90°时,cosα=0,则W=0,即力对物体不做功.

  (3)当90°<α≤180°时,cosα<0,则W<0,此时力F对物体做负功,也叫物体克服力,做功.

2.功的正负的物理意义

因为功是描述力在空间位移上累积作用的物理量,是能量转化的量度,能量是标量,相应地,功也是标量.功的正负有如下含义:

意义 动力学角度 能量角度 正功 动力对物体做正功,这个力对物体来说是动力 力对物体做功,向物体提供能量,即受力物体获得了能量 负功 力对物体做负功,这个力是阻力,对物体的运动起阻碍作用 物体克服外力做功,向外输出能量(以消耗自身的能量为代价),即负功表示物体失去了能量 说明 不能把负功的负号理解为力与位移方向相反,更不能错误地认为功是矢量,负功的方向与位移方向相反.一个力对物体做了负功,往往说成物体克服这个力做了功(取绝对值),即力F做负功-Fs等效于物体克服力F做功Fs   

要点五、功的计算方法

要点诠释:

(1)一个恒力F对物体做功W=F·lcos α有两种处理方法:-种是W等于力F乘以物体在力F方向上的分位移lcosα,即将物体的位移分解为沿F方向上和垂直于F方向上的两个分位移和,则F做的功;一种是W等于力F在位移l方向上的分力Fcosα乘以物体的位移l,即将力F分解为沿l方向上和垂直于l方向上的两个分力F1和F2,则F做的功

功的正、负可直接由力F与位移l的夹角α的大小或力F与物体速度v方向的夹角α的大小判断.

  (2)总功的计算.

虽然力、位移都是矢量,但功是标量,物体受到多个外力作用时,计算合外力的功,要考虑各个外力共同做功产生的效果,一般有如下两种方法:

①先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力,然后由计算.

②由计算各个力对物体做的功W1、W2、...、,然后将各个外力所做的功求代数和