图1
(1)小车(包括人)受到几个力作用?每个力对小车做功吗?是正功还是负功?
(2)马对小车做的功是否等于马的拉力F(设F与水平方向的夹角为α)和小车的位移l的乘积?
(3)拉力F一般分解为哪两个分力?F做的功与哪个分力做的功相同?
答案 (1)小车(包括人)受4个力作用:重力、支持力、拉力、摩擦力,其中拉力做正功,摩擦力做负功,重力和支持力不做功。
(2)不等于。因为W=Flcos α。
(3)拉力可以分解为沿水平方向和竖直方向的两个分力。F做的功与水平方向分力做的功相同。
[探究归纳]
1.对功的理解
(1)两个决定因素
①作用在物体上的外力;
②物体在力的方向上的位移。
(2)功是力在空间上的积累效应,它总是与一个过程相联系。因此,功是一个过程量。计算功时,一定要明确是哪个力在哪一过程中对物体做的功。
2.对公式W=Flcos α的理解
(1)W=F·lcos α可理解为功等于力F与沿力F方向的位移lcos α的乘积。
(2)W=Fcos α·l,也可理解为功等于沿位移方向的分力Fcos α 与位移l的乘积。
(3)适用条件:公式W=Flcos α只适用于计算恒力做功,若是变力做功,此公式不再适用。
3.正功和负功的物理意义
功是标量,只有大小没有方向,功的正、负既不表示功有方向,也不表示功的数值大小。正功和负功只表示两种相反的做功效果,功的正、负有如下含义:
意义 意义 动力学角度 能量角度 正功 力对物体做正功,这个力对物体来说是动力 力是对物体做正功,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,这个力对物体来说是阻力,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(以消耗自身能量为代价),即负功表示物体失去了能量