‹ 回去

3.2 公式

动量定理、动量守恒定律及碰撞 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 功是力在空间上的累积效应,数值上等于力与物体沿力的方向发生位移的乘积。

从哪来 它建立在“3.2 理解'功是能量转化的量度'”这一前置知识点之上。

为什么 力是改变物体运动状态的原因,但力本身不直接对应能量变化。只有当力作用在物体上,且物体在力的方向上发生了位移,力才对物体“做功”,从而引起物体能量的改变。公式 $W=Fl\cos\theta$ 正是为了量化这种“力”与“位移”共同作用产生的效果,其中 $\cos\theta$ 体现了只有沿位移方向的分力才有效。

讲法
适合形象思维强、喜欢直观演示的学生。 用“推车”类比:你用力推一辆静止的车,如果车没动($l=0$),你没做功;如果车动了,你做的功等于推力乘以距离。如果斜着推,只有水平方向的分力在“帮忙”,垂直方向的分力被地面支持力抵消了,所以只算水平分力。
讲法
适合逻辑严密、偏好数学推导的学生。 从矢量点积角度切入:功是力矢量 $\vec{F}$ 与位移矢量 $\vec{l}$ 的点积,即 $W = \vec{F} \cdot \vec{l}$。根据点积定义,$W = |\vec{F}| |\vec{l}| \cos\theta$。强调 $\theta$ 是力与位移的夹角,而非力与水平面的夹角,避免几何混淆。
讲法
适合喜欢生活实例、需要建立物理情境的学生。 用“提水桶上楼”和“提水桶水平走”对比:提水桶上楼,拉力向上,位移向上,做正功;提水桶水平走,拉力向上,位移水平,夹角90度,$\cos90^\circ=0$,不做功。让学生体会“力”和“位移”方向的一致性决定做功多少。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
一个质量为 10 kg 的物体在水平面上受到 20 N 的水平拉力作用,沿拉力方向移动了 5 m。求拉力做的功。($g=10 m/s^2$)
变式
一个质量为 10 kg 的物体在水平面上受到 20 N 的拉力作用,拉力方向与水平方向成 30° 角斜向上,物体沿水平方向移动了 5 m。求拉力做的功。
试试手自己判
检测题
一个力 $F=10 N$ 作用在物体上,物体沿力的方向移动了 2 m,然后垂直于力的方向移动了 3 m。求整个过程中力做的总功。
看答案和判分标准
答案:20 J。
判对标准:
学生能正确分段计算或理解功是标量,第一段做功 $10 \times 2 = 20 J$,第二段做功 $10 \times 3 \times \cos90^\circ = 0 J$,总功为 20 J。若只算第一段或误加第二段位移,则判错。
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›