張昭君
【摘要】判斷做功不要被假象迷惑,不要誤認為物體受到力并且移動了距離就是做了功,還應看到是否在力的方向上移動了距離.因題中通常會給定一些迷惑信息進行干擾,會導致學生對其認識不深、不透而走入了誤區,文章從常見問題中存在的誤區進行了梳理,希望對學生理解“功”提供幫助.
【關鍵詞】功的判斷;功的計算;誤區
在功的知識體系中,涉及的考點很多,比如:是否做功的判斷、簡單的功的計算、功的計算公式的理解、功的估算等,特別是力學綜合應用題中涉及功相關知識,在近年來中考中是非常常見的,功的計算與運動圖像相結合考查學生數理結合能力,這成為中考的新動向.在這些考點中,有一些誤區是學生經常遇到的.
1 是否做功中存在誤區
對物體是否做功的判斷,經常會出現對做功的兩個必要因素理解不到位,而步入誤區.個力的方向上移動了距離.即力產生了“成效”,則該力就對物體做了功.
例1 對于功定義和現象的理解,下列說法正確的是(??? )
(A)物體只要運動了一段距離,就有力對它做了功
(B)只要物體上受到了力,我們就說力對物體做了功
(C)只要有力作用在物體上,物體在力的方向上又移動了距離,我們就說這個力對物體做了功
(D)當有力作用在物體上,物體又移動了距離,我們就說這個力對物體做了功
解析 (A)選項中,物體運動了一段距離,并不能說明力就做了功,比如:鉛球在脫離手的過程中,手不在對它做功,因為物體可能是由于慣性向前運動,也可能是沒有在力的方向上移動距離.故(A)選項錯誤;(B)選項中,物體雖然受到力,但有可能沒有移動或在沒有在力的方向上移動,這都說明力沒有對物體做功,故(A)選項錯誤;(C)選項中,在物體上有力的作用,并且在力的方向上物體移動了距離,這些符合做功的兩個必要條件,故(C)選項正確;(D)選項中,雖然有力和距離,但沒有明確在力的方向移動距離,比如:背著書包水平向前走,則沒有對書包做功,故(D)選項錯誤.
點評 通過做功的兩個必要條件是否滿足來判斷做功才是正確的選擇,因此判斷做功不要被假象迷惑,不要誤認為物體受到力并且移動了距離就是做了功,還應看到是否在力的方向移動到了距離.在以后學習中,要提醒學生學會學習,結合實際現象,認識功的概念,從物理觀念的維度入手,在頭腦中進行提煉和升華.
2 功的簡單計算及公式的理解中存在誤區
此類題要明確哪個力做功,知道力和距離會影響功的大小.同時重在利用功的計算公式W=Fs進行簡單計算時,對于這類問題常出現的誤區是對公式選擇錯誤,單位不統一,物理量不對應等.因此要走出誤區就應該明確研究對象,確定哪個力做功,特別指出的是在利用公式W=Fs計算時,往往走入沒有注意F與s的對應的誤區.還有對于公式中距離是這個力方向上的距離,要和力始終同時存在,如果力消失,則后一段由于慣性運動的距離,將不能考慮在內計算.
例2 如圖1所示,小宇在水平地面上推一個箱子,這個重200N的箱子在水平推力20N的作用下水平勻速前進了5m,拉力撤銷后,箱子由于慣性又前進了1m,則在整個過程中推力對物體做的功為______J,重力做功為______J.
解析 首先在解決此類問題中,要明確對象,判斷這個力是否對物體做功,具體辦法就是根據兩個必要條件.如果做功的話,也要找準對應關系,距離和力是否一致,比如在求解拉力或推力做功時,對應的距離s=5m,由于慣性前進的1m不能計算在內,因為此時推力已經消失,所以物體在推力的作用下移動了5m的過程中,根據W=Fs=20N×5m=100J;而對于重力來說,由于水平勻速直線運動,沒有在豎直方向上移動距離,因此重力不做功.
點評 對于功的簡單計算,要明確被研究對象及哪個力做功,要找準對應關系及保持二者的同時存在的關系,必要可以通過圖示的方式進行分析,計算功的時候,首先判斷是否滿足做功的兩要素,力與物體移動的距離方向必須一致,對應同一物體,同一段時間.特別對于重力做功的過程中,一定要尋找豎直方向的距離.
3 表面現象的干擾造成的誤區
在功知識中也經常會出現一些迷惑的假象,即題中給定一些迷惑信息進行干擾,會導致學生對其認識不深、不透而走入誤區,所以還應把功的概念及公式等理解到位,不要被假象所迷惑干擾.
例3 小勇同學分別用同一大小的力F使質量相等的A和B兩物體分別在如圖所示表面上移動相同的距離s,已知A在粗糙的水平地面,B在光滑的斜面.F所做的功分別為W和W,則F對物體做的功說法正確的是 (??? )
(A)W>W
(B)W<W
(C)W=W(D)條件不足,無法確定
解析 此題容易受接觸的粗糙程度條件的干擾而出錯,首先這題是判斷功的大小,因此要根據功的影響因素及功的計算公式進行判斷.由題意可知知,此同學用同樣的拉力F,物體沿拉力的方向移動的距離相同,根據W=Fs可知,力F做的功大小相等,即W=W,可見功的大小和面的粗糙程度無關.
點評 處理相關類的問題,平時應該讓學生學會閱讀,對文中的信息應該有一定認識,學會處理相關的有用信息,排查干擾信息,找到解題的突破點和根源.
總之,在功的學習的過程中,多總結、歸納,特別是在發現問題的過程中,要及時反饋,促進學生核心素養的發展,促進交流、反思能力提升.其實在平時的學習中,經常會走入以上誤區,因此在學習的過程中,要認真審題,對各個考點要細細揣摩、總結注意事項,避免走入誤區,如果能夠按照上述總結的觀點,把握解題思路、注意細節、認真考慮,就能走出誤區避免出錯.