一、对功的理解
【探究导引】
如图是解放军正用吊车将一台坦克车从码头上吊起装上舰船。请思考以下问题:
(1)起重机起吊坦克向上运动时,拉力做什么功,坦克的重力又做什么功?
(2)起重机吊着坦克在水平面内平移时,拉力是否做功?
(3)功的正负表示什么含义?正功是否一定比负功大?
【要点整合】
1.做功需要两个必备因素
(1)做功具有两个必不可少的因素:
①做功的力;②物体在力的方向上的位移。
(2)力对物体是否做了功,只与这两个因素有关,只有两者都不为零,力才对物体做了功,并且功的大小等于力与物体在力的方向上的位移的乘积。
2.对公式W=Flcosα的理解
(1)各符号的含义
F表示力的大小;l表示力的作用点相对于地面位移的大小,当力的作用点的位移与物体的位移相同时,也常常说是物体相对于地面的位移大小;α表示力和位移方向间的夹角。
(2)W=F·lcosα与W=Fcosα·l的理解
公式可以表示为W=F·lcosα,表达的物理意义是功等于力与沿力F方向的位移的乘积;公式也可以表示为W=Fcosα·l,表达的物理意义是功等于沿位移方向的力与位移的乘积。
3.对正功、负功的理解
(1)功是标量
功是标量,只有量值,没有方向。功的正、负并不表示功的方向,而且也不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”,也不能说“正功大于负功”,它们仅表示相反的做功效果。
(2)正功、负功的物理意义
功的正负由力和位移之间的夹角决定,所以功的正负不表示方向,而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。
(3)一个力对物体做负功,往往说成物体克服这个力做功。
【特别提醒】(1)计算功时首先应明确要求的是哪一个力的功,物体所受的各个力做功时互不影响。
(2)求功时物体的位移应相对于某一惯性参考系,要注意力与位移的对应性和同时性。
【典例1】如图所示,平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L,倾角为α的斜面的一端向上滑到另一端,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,分别求作用在物体上各力对物体所做的功。