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高中物理几种正负功判断方法
高中物理几种“正负功判断”方法
曹天全
（广东省鹤山市第一中学 广东 鹤山 529700）
【摘 要】 高中阶段对做功正负的判断是高中物理中的重点也是难点,本文介绍了正负功判断的几种高中常用的方法.
【关键词】 高中物理 正负功
【中图分类号】 G633.7
【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2018）03-149-02
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做功正负的判断是高中物理中的重点也是难点,下面介绍几个判断正负功的常用方法.
一、利用位移和力的夹角的大小进行判断
求功公式W等于Fscosα,其中α指的是位移与力的方向的夹角或者是瞬时速度与力的方向的夹角,当α的取值取不同的值时做功情况如下所示：
1.当0°≤α<90°时,cosα>0,W>0,此时力F对物体做正功.
2.当α等于90°时,cosα等于0,w等于0,此时力F对物体做零功,或称力对物体不做功.
3.当90°<α≤180°时,cosα<0,W<0,此时力F对物体做负功.
由上可知只要判断出夹角α的大小就可以判断正负功了.要判断α就必须准确找到力的方向和位移,一般方法是根据物理情景,画出相应的几何关系图,再判断出α.以下面一个例子说明.
例1如图1所示物体A从斜面体B的顶端滑到底端则（
）
A.若B不动,支持力对A不做功
B.若B向左平移,支持力对A做正功
C.若B向右平移,支持力对A做负功
D.无论B动不动,支持力对A都不做功
分析：当B不动时,位移平行斜面,而支持力总与斜面垂直,因此A正确.当斜面体B向左平移时,位移与支持力的夹角为锐角,因此B正确；当B向右平移时,力与位称的夹角为钝角,如上图所示,因此C正确.D错误.
例2某人在正在水平路上加速行驶的汽车内,问人对汽车做功吗,若做功做功是正功还是负功？
分析：人对汽车施加的力如图2所示：
很明显人对车的合力的方向和车的位移的方向的夹角大于π2),所以可以判断人对车做了功,并且是做负功.
二、从正负功对物体运动的意义角度进行判断
1.当0°≤α<90°时,cosα>0,W>0,此时力F对物体做正功,该力称为物体的“动力”,该力帮助物体运动.
2.当α等于90°时,cosα等于0,w等于0,此时力F对物体做零功,或称力对物体不做功.
3.当90°<α≤180°时,cosα<0,W<0,此时力F对物体做负功,或称物体克服力F做功,该力称为物体的“阻力”,该力阻碍物体的运动.
根据力对物体运动的意义就可以判断出力究竟是对物体做了什么功.比如上面的例2,车是帮助人运动得越来越快,车对人做正功,车对人的作用力和位移的夹角小于90°,反过来,人对车的的反作用力的方向和位移的夹角必然大于90°,所以人是对车做负功.在比如有关摩擦力做正负功的问题,摩擦力既可以阻碍物体的运动也可以帮助物体运动,所以可以根据这个判断摩擦力可以对物体做负功也可以做正功.
三、从能量角度来判断
1.如果一个力做功能使一个物体的动能或者势能增加,那么这个力是对这个物体做了正功.
2.如果一个力做功能使一个物体的动能或者势能减少,那么这个力是对这个物体做了负功.
例2用轻质杆将同样的小球A、B连接起来并悬挂于0点,A恰好在杆的中点,把它们从水平位置由静止开始释放,在小球向下摆动90°过程中AB间的杆是否对A和B做功,若是有则做什么功？
分析：设杆的长度位L,若只有A在杆上,那么根据机械能守恒,A在最低点的动能,于是可得此时A、B的动能之比为1：4,整个过程中A、B组成的系统机械能仍然是守恒的,但A、B获得的动能却发生了变化,A获得的减少了,B获得的增加了,由此可以判断,杆对A和B都做了功,对A做了负功,对B做了正功.
例4一辆小车放在光滑的平面上,下面一条细绳连接一个重物,将重物拉至水平位置释放,在重物第一次摆到到最低点时,问：细绳对重物和小车分别做了什么功？
分析：若是按住小车,重物的摆下去的时候,小车没动,重物的重力势能只转化为它本身的动能,小车没有获得动能；若是没有按住小车,根据动量守恒定律,可知重物摆到最低点时小车必然有一个向右的速度,也就是说小车具有动能了,但是对小车和重物这个系统来说,只有重力做功,系统的机械能守恒,重物减少的重力势能转化为小车和重物的动能；很明显当摆到最低点时重物的动能减少了,因此可以判断细绳对重物做了负功,而小车的动能增加了,所以细绳对小车做了正功.
[ 参 考 文 献 ]
[1]漆安慎,杜婵英.力学基础学习指导［M］.北京：高等教育出版社.1986版.180.
高中物理论文范文结:
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