定义 力与物体在力的方向上发生位移的乘积,是能量转化的量度。
从哪来 建立在 1.2 能量与做功的关系 之上。
为什么 做功是能量转化的过程。力是改变物体运动状态的原因,位移是运动状态的改变。只有当力“推动”物体移动时,力才对物体“做功”,从而改变物体的能量(如动能)。若有力无位移(推墙不动)或有位移无力(惯性滑行),能量均未发生由该力引起的转化,故做功为零。
公式推导法
从 $W=Fx$ 出发,强调 $F$ 和 $x$ 必须共线。若不同线,取 $F$ 在 $x$ 方向的分量 $F\cos\theta$。
适合:逻辑性强、擅长数学推导、喜欢严谨定义的学生。
生活类比法
把“力”比作推车的力气,“位移”比作车走的距离。只有你用力推车且车动了,你才“干活”了(做功)。车没动(推墙)或车自己滑(没用力),你都没干活。
适合:抽象思维较弱、需要直观形象理解概念的学生。
能量视角法
不做功,能量就不变。问学生:你用力推墙,墙没动,墙的能量变了吗?没变,所以没做功。你扔出球,球飞出去,球的动能增加了,是谁给的?手做的功。
适合:对“能量”概念有初步感知、喜欢从结果反推原因的学生。