判断做功不能只看有没有力。恒力对物体所做的功取决于力与位移之间的方向关系,所用夹角也必须是同一段运动中的实际夹角。
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先计算沿位移的分量
设恒力大小10牛,物体发生3米直线位移,两者夹角60°。该力做功W=Fs cosθ=10×3×0.5=15焦。
可以理解为沿位移方向的力分量5牛乘3米。垂直分量在该位移上不贡献功,不能把所有分量的大小直接相加。
用特殊角度检查符号
夹角90°时该力做功为零;180°时功为-30焦。负功表示该力在能量转移中的方向,不表示运动的路程是负数。
有力且有位移,不足以保证这个力做正功。例如理想约束下,某个持续垂直于瞬时运动方向的力也可能不做功。
说明你在讨论哪个力
一个力的功不一定等于物体动能变化;功—动能关系使用合力总功。若还有摩擦等作用,需要分别计入。
若力或方向沿路径改变,不能不加判断地把某个瞬间的角度代入整段Fs cosθ。本文为原创基础情境,课程范围和具体数学工具以所学AP物理科目资料为准。
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