關於力做功的問題

時間 2021-08-11 17:08:24

1樓:

研究任何運動學問題都要選取參照物,因為研究物件的位移、速度、加速度都和參照物有關。功和位移相關,所以功的計算也和參照物的選取有關。不但是功,連動能都和參照物有關——因為動能與速度有關。

參照物的選取是任意的。這句話的意思是,不論選取哪個物體為參照物,都不會得出與運動學定理相矛盾的結論。但選取不同的參照物,會影響問題分析的複雜度,甚至會使問題變得沒有意義——比如,若是選取研究物件本身,或與該物件相對靜止的物體,作為參照物,那該研究物件將永遠靜止。

所以參照物的選取還是要慎重的。因為我們所關心的絕大多數運動問題,都發生在地球上,所以從實用角度出發,初中物理只以地面為參考系是合理的。

說說你提的問題:一個人拎著一袋物體乘坐電梯上樓;

若以電梯作為參照物,那這袋物體一直保持靜止,所以:

位移為零,速度為零,加速度也為零;

動量恆為零,動能也恆為零;

若電梯是勻速上升,那麼物體所受手的拉力等於其重力,所以:

合力為零——符合牛頓第二定律;

合力衝量為零——符合動量定理;

合力做功為零——符合動能定理;

由此可見,這些通用的定理是沒問題的。不過“機械能守恆定律”就有問題了:

因為物體位移為零,所以整個過程,沒有力做功,所以“應該”滿足機械能守恆。但是,物體“位置”升高,所以重力勢能增加,又因為動能不變,所以總機械能增加。產生了矛盾。

(其實只分析重力即可:重力不做功,重力勢能卻增加了,這本身就有問題)

出現這個矛盾並不能說明參照物不能任意選取。其實這是因為“機械能守恆定律”本就不是動力學中的通用定律,它的使用是有一定條件的。關鍵就是“重力勢能”的概念:

重力勢能本身,就是根據物體在重力作用下移動“位置”時,所做的功來定義的。所以,在討論重力勢能、機械能時,首先就要確定以地面為參照物。也就是說,我們在電梯問題中關於“機械能守恆”問題的分析,從一開始就錯了——不能以電梯為參照物分析機械能問題。

總之,位移的確定確實需要考慮參照物。但是,既然老師和教材都明確規定:在初中的範圍內只以地球為參照物——事實上,任何運動學教材中,都會對預設參照物做出假定——那就按他們說的辦吧!

所以,對於你上面的滑輪問題,應該以地面為參照物。雖然題目表達地不很清楚,但根據你提出的 “是 30 j 還是 20 j ” 的疑問可以看出:所謂 “拉力” 是指人對繩子末端的拉力,即圖中的 f;而且人在滑板車上是一直拉緊繩子向右走的。

那麼,力 f 所做的功是:20 j。

所謂 30 j 是根據人相對於滑板車的位移 3 m 計算出來的,按照 “在初中的範圍內只以地球為參照物” 的規定,閱卷老師是會判你錯的!不過嚴格來說這也不算錯——只要你分別選取這兩種參照物對題目中的各個物件進行分析,就會發現,所有力學定理都沒問題,只是各個物件的運動屬性的具體數值不同了。

2樓:匿名使用者

對物體做功,所以s是受力物體的位移。

如圖拉力做功為30j。

一個人拎著一袋物體乘坐電梯上樓,人的拉力對物體做功了。

3樓:以我魔血染蒼穹

哈哈,首先,本人細緻的東西全忘了,在此對高中老師說聲對不起。

在我說一下這個問題中人做功的過程你就知道了:首先,人對繩1端做功,繩1端再帶動繩2端,繩2與繩3作用於滑輪b,b再作用於車。其中繩子通過滑輪b時繩2與繩3的位移與力的變化你們應該講過,自己考慮。

對於你說的s是哪個,我只能說你研究哪個物體就就是哪個的位移。總之在這裡你隨便算哪個物體就是李的做功,但是你在考慮下如果車是放在有摩擦的水平地面上呢?車放在弧形面上呢?

a的右邊是彈簧呢?那怎麼考慮。

對於物理,我勸樓主還是在仔細研究下物理的那些定義吧,比如說做功:做功的兩個必要因素:作用在物體上的力和物體在力的方向上通過的距離。

經典力學的定義:當一個力作用在物體上,並使物體在力的方向上通過了一段距離,力學中就說這個力對物體做了功。 做功是必須有實物體現的,一個力在那“飄揚”個十萬八千里也不會做功的。

4樓:徐仙萍

w=fs中的s是求誰就用誰移動的距離,上圖求拉力做的功,就應該用繩子自由端移動的距離,從圖中看,穿過動滑輪的繩子段數為2段,所以繩子移動距離是物體移動距離的2倍。w=fs=10nx2x1m=20j

一個人拎著一袋物體乘坐電梯上樓,人的拉力不做功,因為在拉力方向沒有移動距離。

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