⑤当a =1800时,W = -FS表示力的方向与位移方向相反。力对物体做负功
4、功正、负的三种判断方法:一个力对物体做不做功,是正功还是负功,判断的方法是:
①力与位移之间夹角:常用于判断恒力做功情况。
②力与速度之间夹角:常用于判断曲线运动力做功情况
为锐角时,力对物体做正功,为钝角时,力对物体做负功,为直角时,力对物体不做功。
③看物体之间是否有能量的转化:若有则一定有能量的转化,常用与关联物体做曲线运动情况。
5、力学中求功方法:
①公式求:W=FScos a(只适用于恒力做功,可分角力也可分角位移)
②W=Pt
③动能定理:W=E一曰,
④能量的转化情况求,(功是能量转达化的量度)
⑤F-s图象,图象与位移轴所围均“面积”为功的数值.
6. 两类不同的力做功求解的典型情况
一类是与势能相关的力,如重力、弹簧的弹力、电场力等,它们的功与路程无关系,只与位移有关。
另一类是滑动摩擦力,空气阻力等,这类力做功与物体的运动路径有关。滑动摩擦力做功要看物体运动的路程,这是摩擦力做功的特点,必须牢记。
7. 功和能单位:焦耳(J) 1 J = 1N - m. 1ev=1.6 10 -19 J
8. 物理意义:表示力在空间上的积累效应,是能的转化的量度
9. 力的三种效果:力的瞬时效应,改变物体的运动状态,产生加速成度.
一力的时间积累效应:使物体产生冲量,改变物体的动量.是动量转化的量度
力的空间积累效应,对物体做功,改变物体的能量,是能的转化的量度
二、注意的几个问题
[①F:当F是恒力时,我们可用公式W Fscos B运算;当F大小不变而方向变化时,分段求力做的功;当F的方向不变而大小变化时,不能用W Fscos B公式运算(因数学知识的原因),我们只能用动能定理求力做的功.
②S:是力的作用点通过的位移,用物体通过的位移来表述时,在许多问题上学生往往会产生一些错觉,在后面的练习中会
< 认识到这一点,另外位移S应当弄清是相对哪一个参照物的位移
③功是过程量:即做功必定对应一个过程(位移),应明确是哪个力在哪一过程中的功.
④什么力做功:在研究问题时,必须弄明白是什么力做的功.
点评:求功,必须清楚地知道是哪个力的功,应正确地画岀力、位移,再求力的功.
规律方法 1 、功的计算方法
1. 由公式W=Fs cos a求解(两种处理办法):
①W等于力F乘以物体在力F方向上的分位移scos a,即将物体的位移分解为沿F方向上和垂直F方向上的两个分位移
②W等于力F在位移s方向上的分力Fcos a乘以物体的位移s,即将力F分解为沿s方向和垂直s方向的两个分力注意:这种方
法只能用来计算恒力做功(轨迹可以是直线也可以是曲线)
2、多个力的总功求解
①用平行四边形定则求出合外力,再根据W= F合scos a计算功•注意a应是合外力与位移S间的夹角.
②分别求各个外力的功:W1= F1 scos a1,W2=F2S8S a 2……再求各个外力功的代数和.
3、变力做功问题
①W = F •SCOS a是用来计算恒力的功,若是变力,求变力的功只有通过将变力转化为恒力,再用W = Fscos a计算.
②有两类不同的力:
一类是与势能相关联的力,比如重力、弹簧的弹力以及电场力等,它们的功与路径无关,只与始末点的位置有关;
' 另一类是滑动摩擦力、空气阻力等,在曲线运动或往返运动时,这类力(大小不变)功等于力和路程(不是位移)的积.
③根据功和能关系求变力的功•如:根据势能的变化求对应的力做的功,根据动能定理求变力做的功,等等.
I④根据功率恒定,求变力的功,W=Pt.
⑤求岀变力F对位移的平均力来计算,当变力F是位移s的线性函数时,平均力F ■^上.
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⑥作出变力F随位移,变化的图象,图象与位移轴所围均“面积”即为变力做的功.
4、做功求解的典型情况
①注意力、冲量、功的区别除了它们的物理定义、单位以及是标量还是矢量以外,从动力学观点来看:
(1) 力和物体的运动状态的变化存在着瞬时因果关系,即力是产生加速度的原因,有力才有加速度,力变加速度变,它们之间的因果规律用牛顿第二定律来表达.
(2) 力的冲量反映的是力持续在一段时间的作用效果的累积量.其结果是要引起物体动量的改变,它们之间的因果规律用动量定理来表达.
(3) 功是力持续作用在一段空间位移上的作用效果的累积量,是标量.其结果是要引起物体动能的改变,它们之间的因果规律用动能定理来表达.
②作用力和反作用力的做功
作用力与反作用力同时存在,作用力做功时,反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做负功,不要以为作
用力与反作用力大小相等、方向相反,就一定有作用力、反作用力的功数值相等,一正一负.所以作用力与反作用力做功不
一定相等,但冲量的大小相等.
③摩擦力的做功
A、静摩擦力做功的特点
(1) 静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
(2) 在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用) ,而没有机械能转化为其他形式的能.
⑶相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做功的代数和总为零。