力做功和物体做功.doc

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1、力做功和物体做功陕西省宝鸡市陈仓区虢镇中学　赵乖文在教学内容进行到“功”的部分有关静摩擦力做功的问题时，有同学提出一个问题：“百米运动员在加速起跑阶段，地面有没有给运动员做功？” 这个问题一提出，马上引来激烈的争论。学生大致分为两派：一派认为，地面给运动员做了功，因为运动员在加速阶段要受到地面给他静摩擦力的作用，这个静摩擦力即为运动员受到的合外力，运动员动能增加的量就等于静摩擦力给运动员做的功，也就是地面给运动员做了正功；另一派认为，运动员加速过程中，受到了地面给运动员静摩擦力的作用，但是由于地面的位移为零，所以摩擦力给运动员不做功。 乍看起来，两派似乎说的都有道理。我们暂且不去讨论谁

2、对谁错，我们知道，功是能量转化的量度，即：力做的功的值等于相应的能量的转化的值。那么在运动员加速过程中，能量的转化和物体做功之间有怎样的关系呢？只要弄清了这个问题，那么上面的问题也就迎刃而解了。 我们不妨先来讨论另一个题，从中可以得到关于上题分析的启示。 一人坐在一小船内，通过轻绳与岸上的卷扬机相连，船到岸的距离为d，船受到水的阻力恒为f。  ①若卷扬机不转动，人收绳，使船仍以速度v匀速靠岸：在船靠岸的过程中，由于船做匀速运动，则有，拉力F做的功为：W=FS=fS，这个过程中，力的做功事实上是通过人做功来实现的。也就是说，是由受力物体对自己做功的，做功的值等于fS。人体内的化学能转化为

3、机械能，最后转化为内能。 ②若卷扬机转动，人拉着绳但不收绳，使船仍以速度v匀速靠岸：在此过程中，船和人的整体受力和上一过程中完全相同。即，拉力F对船人整体做功仍然为。但与上面不同的是，人虽然拉着绳，受到绳的拉力和刚才相同.但我们也不难发现，人在这儿仅仅起固定绳子端点的作用。也就是说和把绳子固定在船头没有本质差别。人其实没有做功，而是由卷扬机来对船和人的整体做功。即，如果我们把绳子看做媒介的话，施力物体将成为卷扬机，是由卷扬机来做功的做的功为 即电能转化为机械能，最后转化为内能的。 ③.若卷扬机转动，人也匀速收绳.船仍然以速度匀速靠岸.在此过程中，拉力对船和人的整体做功仍然为。由上面的论

4、述不难看出。人对船和人的整体做功不为零，卷扬机对船和人的整体做功也不为零。假设人收绳的长度为卷扬机收绳的长度为则必有而人做功卷扬机做功为，即，也可以转化为：(表示力对物体做功，表示施力物体做的功，表示受力物体做的功)，通过这种表示，把力做功问题转化为物体做功问题。 回过头去再看地面对百米运动员的做功问题，已经变得很简单了，之所以两派能相互激烈争论，其原因就在于都在用力的做功去解决物体做功问题，而不能准确的反映做功过程，从而导致错误或缺乏说服力。分清力做功和物体做功的关系，结论自然得出：在运动员加速过程中，摩擦力对运动员做功，地面对运动员做功，运动员自身做功则=+，由于地面对运动员无能量

5、转化，则=。 力对物体做功和物体对物体做功是统一过程的不同表现形式，即：力的做功是通过物体做功完成的。而具体到某一过程中，力的做功究竟是通过哪个（或哪些）物体做功来完成的，我们要结合能的转化来进行分析。若题目涉及到物体做功的问题，可以通过=+(表示力对物体做功，表示施力物体做的功表示受力物体做的功)表达式，把力做功转化为物体做功再来解决。