W=Fscos_α.
(1)α是力与位移方向之间的夹角,s为物体对地的位移.
(2)该公式只适用于恒力做功.
(3)功是标(填"标"或"矢")量.
(4)功是一个过程(填"状态"或"过程")量,描述了力的作用效果在空间上的累积,总与一个具体过程相联系.
2.单位
国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J.
3.几个力的总功的求法
(1)先由W=Fscos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3、...然后求所有力做功的代数和,即W合=W1+W2+W3+...
(2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合,然后由W合=F合scos_α计算总功,此时α为F合的方向与s的方向间的夹角.
【深度思考】
一阵风水平吹过,将熟透的苹果从2 m高的枝头吹落.若苹果重2 N,风力恒为3 N,下落的水平位移为1 m.
苹果下落过程中,重力和风力各做多少功?重力和风力对苹果做的总功能不能用平行四边形定则来求?若不能应该怎么求?两力所做的总功为多少?
答案 重力做功W1=4 J,风力做功W2=3 J.
功是标量,所以重力和风力对苹果做的总功不能用平行四边形定则来求,总功为各力做功的代数和,即总功W=W1+W2=7 J.
【例2】 如图1所示,质量为m=2 kg的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为θ=37°、大小F=10 N的拉力作用,物体移动了s=2 m,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.求:
图1
(1)拉力F所做的功W1;
(2)摩擦力f所做的功W2;
(3)重力G所做的功W3;
(4)弹力N所做的功W4;