孔建華
一、難點(diǎn)形成原因
1.對(duì)功的概念及計(jì)算方法掌握不到位
高中學(xué)生剛接觸矢量與標(biāo)量,對(duì)功有正負(fù)但又是標(biāo)量不能理解,而在計(jì)算的時(shí)候,又不能準(zhǔn)確應(yīng)用公式W=Flcosα,誤以為計(jì)算功套上該公式就萬(wàn)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(yùn)用動(dòng)能定理
動(dòng)能定理是高中物理中應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)定理,應(yīng)用動(dòng)能定理有很多優(yōu)點(diǎn),但是同學(xué)對(duì)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(dòng)能變化量,導(dǎo)致對(duì)該規(guī)律的應(yīng)用錯(cuò)誤百出。
3.對(duì)守恒思想理解不夠深刻
在高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中,既要學(xué)習(xí)到普遍適用的守恒定律——能量守恒定律,又要學(xué)習(xí)到條件限制下的守恒定律——機(jī)械能守恒定律,學(xué)生掌握守恒定律的困難在于:對(duì)于能量守恒定律,分析不清楚哪些能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化,即哪幾種能量之和守恒;而對(duì)于機(jī)械能守恒定律,又不能正確的分析何時(shí)守恒,何時(shí)不守恒。
4.對(duì)功和能混淆不清
在整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中,很多同學(xué)一直錯(cuò)誤的認(rèn)為功與能是一回事,甚至可以互相代換,其實(shí)功是功,能是能,功和能是兩個(gè)不同的概念,對(duì)二者的關(guān)系應(yīng)把握為:功是能量轉(zhuǎn)化的量度。
1.加深對(duì)功概念的理解、掌握功的常用計(jì)算方法
功是力對(duì)位移的積累,其作用效果是改變物體的動(dòng)能,力做功有兩個(gè)不可缺少的因素:力和物體在力的方向上的位移,這兩個(gè)因素同時(shí)存在,力才對(duì)物體做功。尤其要明確,功雖有正負(fù),但功是標(biāo)量,功的正負(fù)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(jì)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(diǎn)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(shí)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(dòng)能定理W=△Ek求恒力做功,也可以求變力做功。
(4)根據(jù)F-s圖象的物理意義計(jì)算力對(duì)物體做的功,如圖1所示,圖中陰影部分面積的數(shù)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(fù)功。
(5)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,由此,對(duì)于大小、方向都隨時(shí)變化的變力F所做的功,可以通過(guò)對(duì)物理過(guò)程的分析,從能量轉(zhuǎn)化多少的角度來(lái)求解。
例1 如圖2所示,質(zhì)量為m的小物體相對(duì)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(dòng)了距離s,在此過(guò)程中,楔形物體對(duì)小物體做的功等于( )