孔建華
一、難點形成原因
1.對功的概念及計算方法掌握不到位
高中學生剛接觸矢量與標量,對功有正負但又是標量不能理解,而在計算的時候,又不能準確應用公式W=Flcosα,誤以為計算功套上該公式就萬事大吉,豈不知該公式一般僅僅適用于恒力做功。
2.不能靈活運用動能定理
動能定理是高中物理中應用非常廣泛的一個定理,應用動能定理有很多優(yōu)點,但是同學對該定理理解不深,或者不能正確的分析初、末狀態(tài),或者不能正確求出合外力的功,或者不能正確的表示動能變化量,導致對該規(guī)律的應用錯誤百出。
3.對守恒思想理解不夠深刻
在高中物理學習過程中,既要學習到普遍適用的守恒定律——能量守恒定律,又要學習到條件限制下的守恒定律——機械能守恒定律,學生掌握守恒定律的困難在于:對于能量守恒定律,分析不清楚哪些能量發(fā)生了相互轉化,即哪幾種能量之和守恒;而對于機械能守恒定律,又不能正確的分析何時守恒,何時不守恒。
4.對功和能混淆不清
在整個高中物理學習過程中,很多同學一直錯誤的認為功與能是一回事,甚至可以互相代換,其實功是功,能是能,功和能是兩個不同的概念,對二者的關系應把握為:功是能量轉化的量度。
1.加深對功概念的理解、掌握功的常用計算方法
功是力對位移的積累,其作用效果是改變物體的動能,力做功有兩個不可缺少的因素:力和物體在力的方向上的位移,這兩個因素同時存在,力才對物體做功。尤其要明確,功雖有正負,但功是標量,功的正負不表示方向,僅僅是表示力做正功還是克服力做功。
功的常用計算方法有以下幾種:
(1)功的公式:W=Flcosα,其中l(wèi)cosα是力的作用點沿力的方向上的位移,該公式主要用于求恒力做功和F隨l做線性變化的變力功(此時F須取平均值)
(2)公式W=Pt,適用于求恒力做功,也適用于求以恒定功率做功的變力功。
(3)由動能定理W=△Ek求恒力做功,也可以求變力做功。
(4)根據F-s圖象的物理意義計算力對物體做的功,如圖1所示,圖中陰影部分面積的數值等于功的大小,但要注意,橫軸上方的面積表示做正功,橫軸下方的面積表示做負功。
(5)功是能量轉化的量度,由此,對于大小、方向都隨時變化的變力F所做的功,可以通過對物理過程的分析,從能量轉化多少的角度來求解。
例1 如圖2所示,質量為m的小物體相對靜止在楔形物體的傾角為θ的光滑斜面上,楔形物體在水平推力F作用下向左移動了距離s,在此過程中,楔形物體對小物體做的功等于( )