对功的理解
[要点归纳]
1.功是过程量:描述了力的作用效果在空间上的累积,它总与一个具体过程相联系。
2.对公式W=Fxcos α的理解
(1)相关性:由公式W=Fxcos α可以看出力对物体做功,只与F、x、α有关,与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素均无关。
(2)同时性:计算时应注意F与x必须具有同时性,即x必须是力F作用过程中物体发生的位移。
(3)同一性:同一个客观运动,相对于不同的参考系,位移x是不同的,在中学物理中约定,计算功都以地面为参考系,即x应理解为"受力质点的对地位移"。
(4)适用性:明确公式W=Fxcos α适用于计算恒力做功,若是变力做功,此公式不再适用。
3.正功与负功
(1)功是标量,只有正、负,没有方向,功的正负不表示大小。
(2)正功、负功的物理意义
动力学角度 能量角度 正功 表示这个力对物体来说是动力 力对物体做正功,使物体获得能量 负功 表示这个力是阻力,对物体的运动起阻碍作用 物体克服外力做功,使物体失去能量 (3)一个力对物体做负功,往往说成物体克服这个力做功。
[精典示例]
[例1] 如图4所示,物体在力的作用下在水平面上发生一段位移x,试分别计算这四种情况下力F对物体所做的功。设在这四种情况下力F和位移x的大小都相同:F=10 N,x=1 m,角θ的大小如图所示,分别说明每种情况下力F做功的正负,并求出功。