做功的两个必要因素

精选更新时间:2022-12-01 14:20:36作者:爱立教育

做功的两个必要因素

做功的两个必要因素,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。

做功(work)是能量由一种形式转化为另一种的形式的过程。经典力学的定义:当一个力作用在物体上,并使物体在力的方向上通过了一段距离,力学中就说这个力对物体做了功。


基本介绍:

自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应:物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。

不同形式的能量之间可以相互转化:“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为热能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且是通过做功来完成的这一转化过程,功就是能量的转化量。


公式介绍:

如果以W表示功的大小(其单位为焦耳,简称焦,用字母J表示),F表示力的大小,S表示位移的大小,根据功的定义,功是用来描写力F的作用效果的,显然,力越大,位移越大则力F的作用效果越明显,即W的数值越大,这说明,W与F和S应成某种正比关系,即W=FScosα,考虑到力和位移都是矢量,都有方向问题,力和位移的方向不相同时怎么办?可以举例说明,这种情况应把力沿着位移的方向以及垂直于位移的方向进行分解,由于在垂直于位移的方向上物体没有位移,所以垂直于位移方向的分力不做功,即对于力对物体的作用效果没有贡献,因此可以得出W=FScosα(α是力F的方向与位移S的方向的夹角),力和物体在力的方向上通过的位移是功的两个必要因素,缺一不可。要特别注意,物体受多个力作用时,可以先求合力,再求合力所做的功,也可以先求每一个分力所做的功,再把每一个分力所做的功用代数方法求和得出合力所做的功,这意味着我们计算功的大小时一定要明确是求哪一个力或者哪几个力所做的功。