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功
一、知识点击
(一)功的概念物体受到力的作用并在力的方向上发生位移,则这个力对物体做了功.做功的两个不可缺少的因素,力和物体在力的方向上发生的位移。(二)功的计算(1)如果力的方向与物体的运动方向一致,功(W)就等于力(F)的大小和位移(s)的大小的乘积,WFs.(2)如果物体在力F作用下,发生了位移s,拉力F与位移间的夹角为,由功的概念得WFscos.所以功的计算公式是力对物体做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积.注意:该公式只适用于恒力做功,对于变力做功后面会讲到。(3)功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J,1J=1Nm(三)关于正功和负功(1)功是标量,只有量值,没有方向,功的正负不是数量上的正与负,它们仅表示不同的做功效果,我们既不能说“正功和负功方向相反”也不能说“正功大于负功”。
(2)当090时,WFscos0,表示力F对物体做正功.当90180时,WFscos0,表示力F对物体做负功.
当90时,WFscos0,表示力F对物体不做功.
(四)对功的进一步理解a力对物体做功,总跟力的大小、位移的大小,以及两者的夹角有关,而跟物体受力情况以及运动形式(无论是匀速还是变速)没有关系。b功的公式中F和s必须具备同时性。力F所做的功只和力F持续作用下发生的位移有关,与其他位移没有关系。C合力的功可先通过计算合外力得到;合力的功也可先通过计算各个力的功得到。当物体受几个力作用发生一段位移时,这几个力对物体做的总功(各力做功的代数和),等于这几个力的合力对物体做的功。
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【典型例题】
1、做功的判断【例1】如下图,小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力(A.垂直于接触面,做正功B.垂直于接触面,做负功C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零)
【变式练习】如下图所示,质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面的动摩擦因数为μ,现使物体m与斜面相对静止地水平向左匀速移动距离l。(1)摩擦力对物体做的功为(A.0B.μmglcosθC.mglcosθsi
θD.mglcosθsi
θ(2)斜面对物体的弹力做的功为(A.0C.mglcosθA.0C.mglta
θ
2
)
)
B.mglsi
θcosθD.mglsi
θcosθ)B.mglD.mglcosθ
2
(3)重r