力做功和物體做功.doc

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1、力做功和物體做功陜西省寶雞市陳倉(cāng)區(qū)虢鎮(zhèn)中學(xué)　趙乖文在教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行到“功”的部分有關(guān)靜摩擦力做功的問(wèn)題時(shí)，有同學(xué)提出一個(gè)問(wèn)題：“百米運(yùn)動(dòng)員在加速起跑階段，地面有沒(méi)有給運(yùn)動(dòng)員做功？”?這個(gè)問(wèn)題一提出，馬上引來(lái)激烈的爭(zhēng)論。學(xué)生大致分為兩派：一派認(rèn)為，地面給運(yùn)動(dòng)員做了功，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員在加速階段要受到地面給他靜摩擦力的作用，這個(gè)靜摩擦力即為運(yùn)動(dòng)員受到的合外力，運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能增加的量就等于靜摩擦力給運(yùn)動(dòng)員做的功，也就是地面給運(yùn)動(dòng)員做了正功；另一派認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)員加速過(guò)程中，受到了地面給運(yùn)動(dòng)員靜摩擦力的作用，但是由于地面的位移為零，所以摩擦力給運(yùn)動(dòng)員不做功。?乍看起來(lái)，兩派似乎說(shuō)的都有道理。我們暫且不去討論誰(shuí)

2、對(duì)誰(shuí)錯(cuò)，我們知道，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即：力做的功的值等于相應(yīng)的能量的轉(zhuǎn)化的值。那么在運(yùn)動(dòng)員加速過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)化和物體做功之間有怎樣的關(guān)系呢？只要弄清了這個(gè)問(wèn)題，那么上面的問(wèn)題也就迎刃而解了。?我們不妨先來(lái)討論另一個(gè)題，從中可以得到關(guān)于上題分析的啟示。?一人坐在一小船內(nèi)，通過(guò)輕繩與岸上的卷?yè)P(yáng)機(jī)相連，船到岸的距離為d，船受到水的阻力恒為f。??①若卷?yè)P(yáng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，人收繩，使船仍以速度v勻速靠岸：在船靠岸的過(guò)程中，由于船做勻速運(yùn)動(dòng)，則有，拉力F做的功為：W=FS=fS，這個(gè)過(guò)程中，力的做功事實(shí)上是通過(guò)人做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的。也就是說(shuō)，是由受力物體對(duì)自己做功的，做功的值等于fS。人體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為

3、機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。?②若卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，人拉著繩但不收繩，使船仍以速度v勻速靠岸：在此過(guò)程中，船和人的整體受力和上一過(guò)程中完全相同。即，拉力F對(duì)船人整體做功仍然為。但與上面不同的是，人雖然拉著繩，受到繩的拉力和剛才相同.但我們也不難發(fā)現(xiàn)，人在這兒僅僅起固定繩子端點(diǎn)的作用。也就是說(shuō)和把繩子固定在船頭沒(méi)有本質(zhì)差別。人其實(shí)沒(méi)有做功，而是由卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)對(duì)船和人的整體做功。即，如果我們把繩子看做媒介的話，施力物體將成為卷?yè)P(yáng)機(jī)，是由卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)做功的做的功為?即電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的。?③.若卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，人也勻速收繩.船仍然以速度勻速靠岸.在此過(guò)程中，拉力對(duì)船和人的整體做功仍然為。由上面的論

4、述不難看出。人對(duì)船和人的整體做功不為零，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)船和人的整體做功也不為零。假設(shè)人收繩的長(zhǎng)度為卷?yè)P(yáng)機(jī)收繩的長(zhǎng)度為則必有而人做功卷?yè)P(yáng)機(jī)做功為，即，也可以轉(zhuǎn)化為：(表示力對(duì)物體做功，表示施力物體做的功，表示受力物體做的功)，通過(guò)這種表示，把力做功問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物體做功問(wèn)題。?回過(guò)頭去再看地面對(duì)百米運(yùn)動(dòng)員的做功問(wèn)題，已經(jīng)變得很簡(jiǎn)單了，之所以兩派能相互激烈爭(zhēng)論，其原因就在于都在用力的做功去解決物體做功問(wèn)題，而不能準(zhǔn)確的反映做功過(guò)程，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤或缺乏說(shuō)服力。分清力做功和物體做功的關(guān)系，結(jié)論自然得出：在運(yùn)動(dòng)員加速過(guò)程中，摩擦力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功，運(yùn)動(dòng)員自身做功則=+，由于地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員無(wú)能量

5、轉(zhuǎn)化，則=。?力對(duì)物體做功和物體對(duì)物體做功是統(tǒng)一過(guò)程的不同表現(xiàn)形式，即：力的做功是通過(guò)物體做功完成的。而具體到某一過(guò)程中，力的做功究竟是通過(guò)哪個(gè)（或哪些）物體做功來(lái)完成的，我們要結(jié)合能的轉(zhuǎn)化來(lái)進(jìn)行分析。若題目涉及到物體做功的問(wèn)題，可以通過(guò)=+(表示力對(duì)物體做功，表示施力物體做的功表示受力物體做的功)表達(dá)式，把力做功轉(zhuǎn)化為物體做功再來(lái)解決。