别怕,讓方程菌先跟你講講“如何正确計算力做功”,讓你考試時如有神功。
一、功的計算在數學中兩個向量相乘的公式是這樣的:
再看看功的計算公式:
是不是跟數學中計算兩個向量點乘的公式一模一樣?其實物理中的矢量,就是數學中的向量。
力做功的大小,就等于"力"F與"位移"L這兩個矢量的乘積。
确定 F 與 L 之間的夾角的方法與确定數學中兩個向量間的夾角的方法是一樣的:
在物體的幾何中心上畫出力F與位移L的方向,則它們相交形成的最小角就是它們之間的夾角。
如圖,F與L的夾角為α,而不是θ。(α<θ)
二、小試牛刀【第一個問題】下面幾種情況中,F 與 L 的夾角分别是多少?
【第二個問題】
①一個重量為10N的物體,在15N的水平拉力的作用下,在水平面上移動了 0.5m。
②同樣的物體,在15N的水平拉力作用下,在粗糙水平面上也移動了 0.5m,運動過程中物體受到的摩擦力為5N。
請問在這兩種情況下,拉力做的功各是多少?
【第三個問題】在一個傾斜角度為θ的斜面B上放着一個物體A,A與B在光滑的水平面上做勻速直線運動,且A與B相對靜止,A的質量為m,當A與B向前滑動距離L的時候,請用兩種方法計算出在這個過程中,各個力對A做的總功。
三、答案【第一個問題】30°、150°、30°、180°、90°、30°。
解疑:力是矢量,位移也是矢量。将這兩個矢量平移到共點,則他們之間形成的最小角就是它們的夾角。
【第二個問題】在①跟②兩種情況下,拉力做的功都為7.5J。
解疑:物體不會做功,力才會做功,所以,在解題的時候,記得看題目想讓你求的是哪個力做功。(本題求的是拉力)
每個力做功都是獨立的,都不會互相影響。(②中出現了摩擦力,但是摩擦力并不影響拉力做功)
【第三個問題】總功有兩種求解方法:
第一種:根據各個力做功求總功
①先受力分析,确定A的受力,位移,還有位移跟各個力的夾角。
②根據A勻速直線運動(平衡狀态),确定A上受到的各個力的大小。并分别計算各個力所做的功。
③總功=各個力做功之和。
第二種:根據合外力求總功
①根據A勻速直線運動(平衡狀态),受力分析得A的合外力為0。
②根據功的計算公式,可以算得A上各個力的總功:W=0
關于“力的做功”你是否學會了呢?下面,方程菌有個有趣的問題想問問小夥伴們
如圖,豎直放置的屏幕上有一隻小昆蟲,當小昆蟲從屏幕的下方A點爬到屏幕的上方B點的時候,其軌迹如下圖所示,已知AB的連線長度為1m,AB與水平方向夾角為120°,假設小昆蟲的質量為0.01kg。求:小昆蟲從A爬到B的過程中,重力做的功。
請小夥伴們啟動頭腦風暴,歡迎在留言區寫下您的見解!
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