由一道常见题的错解引发的功的“再定义”-论文.pdf

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1、备考方略0孵常见题的错解弓I发的功的“■吕培红商场很多电梯是台式的，顾客站在以速度匀是错误的。我们考察线与滑轮边缘相切的各处，滑轮速上行的台式扶梯上上楼，若顾客站着不动时，扶梯上的受力质点在绕线所施力的作用下，在力的方向对他做功为，做功功率为P。，若他在扶梯上以相对上是有位移的，故绕线对滑轮的力对滑轮做了功，可扶梯：的速度向上匀速走动以计算此功恰好等于滑轮转动动能的增量。由此可时，扶梯对他做功为，做功功见，为了避免对物体的位移有不同的理解，在中学阶率为，则下列说法中正确的段位移最好还是理解为受力作用的质点的位移为是()好，即功是力与力所作用的那个质点的位移的标积。A．W1=

2、W2，=B．W1>W2，尸l：接着请再思考下面三个问题：1．如果扶梯不动，人以，速度匀速走上去，扶梯C．Wl=2，Jpl>D．W1>2，PI>尸2这是一道经典题，有两种观点：做多少功?观点一：两次人均处于平衡状态，两次人受力情2．人在水平地面上加速跑步时，人受到的向前况相同，即扶梯对人的支持力等于重力。而两次扶梯的静摩擦力是否对人做功?载人运动的距离不相同。所以，可用=FsCOSO~来判3．一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，断功的大小，式中角是扶梯载人运动的支持力(等经t时间，身体伸直并刚好离开地面，在此过程中，地于人的重力大小)和扶梯所在斜面的夹角。由于第二面对人有

3、没有做功?次人沿扶梯向上走了一段距离，所以第一次扶梯载我们知道，力对物体做功的完整表述为：“力和人运动的距离要比第二次扶梯载人运动的距离长，它所作用的那个质点的位移的矢量标积”。不难看出，无论是人以Y2速度匀速走上扶梯，还是人在水平即，>s，故W>。两次扶梯运动的速率不变，据尸=地面上加速跑步或是从下蹲状态向上起跳，人都不Fvcosa知Pl=。故本题正确选项为B。可以被看成质点，在人上楼的过程中，地板与脚的接观点二：如果求扶梯对人做功及功率，因为人两触点并没有发生位移。当左脚踏上某一台阶时，地板次受力及对地位移都相等，可用=FsCOSO~来判断功和左脚之间就有了相互作用力，

4、右脚从离开下一台的大小，则W=；或者根据动能定理，两个物理过阶到落到上一台阶的过程中，左脚始终没动，然后左程中人的丹动能的增量为零，即W—mgh=0，则WW，。脚抬起，力随即消失，这就是上楼的过程。因此，人走而第二次显然人对地速度大、时间短，所以功率就楼梯时支持力的作用点没有位移。人在水平地面上大，则应该选择C项。加速跑步和从下蹲状态向上起跳同样道理，力的作上述两种观点谁对谁错，我们要先搞清楚功的用点也没有位移，所以扶梯、地面都不会对人做功。定义：从另一角度讲，做功的过程是能量转化的过程。如果“功”是力学教学中的一个基本而重要的概念，人走上扶梯时，扶梯做了功，那么人不要消耗

5、能量就在现行高中物体课本中，对“功”是这样描述的：力对能上楼，就能实现机械能的增加，这显然是荒谬的。物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移在这一过程中，人实际上是借用扶梯从而达到做功夹角的余弦这三者的乘积。通常我们把“位移”理解和实现生物能与机械能的转化过程。成“物体的位移”，或没有明确指出“位移”是“谁的位再分析原题：人在题中两种情况下增加的机械能移”。而且在大多数情况下，我们把所研究的物体当是相同的，若人站着不动，他增加的机械能就等于扶作质点，因此也就不存在几个位移的区别，把位移笼梯对他做的功，若他在扶梯上相对于扶梯匀速运动，统地理解为“物体的位移”。不同的大学

6、物理教材对除了扶梯对人做功外，还有人的内力做功，此时扶梯“功”的定义采用了不同的说法。这些说法的关键区对人做功(对人输入机械能)；再加上人消耗的生物别在于对元功的定义式dW=F·dr中的的说法不能其中部分转化成人的机械能，使人机械能增加同。大致有三种说法：1．dr是受力腓用的物体的元mgh，由此可知W>。两种情况下，扶梯对人的作用位移；2．dr是力F的作用点的元位移；3．dr是受力腓力均与其重力等值反向，扶梯向上运动的速度相同，用的质点的元位移。以上说法反映了定义的严密程所以做功功率相等，即PI=，所以“观点一”正确。度和适用范围的差异，并无互相矛盾之处。当然，由“观点二”

7、认为，人在扶梯上走是单纯扶梯在对于理解的不同可能会得出截然不同的结果。第一种人做功，忽视了人的能动参与，未能真正理解功的内说法只适用于讨论刚体的平动(质心的运动)。如果涵，这是不正确的。刚体有转动存在，那么刚体各部分的位移都不一样，综上所述，在计算某个力做功时，一定要紧紧扣笼统地说物体的位移就不确切了。例如，把一曲线绕住功的定义，即“力和它所作用的那个质点的位移的在一定轴滑轮边缘，拉动绕线使滑轮转动，定滑轮作矢量的标积”。在中学阶段，功的计算中的位移准确为整体的平动位移为零，按第一种说法就有可能使地说应为力的“接触