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一道非常基础的关于做功概念的考察题
2012.06.02 13:07

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引言:

功的定义非常简单,力在位移方向上的积累。但是考察功的计算却并不是那么直接或容易;往往伴随着各种各样的运动模型。

在这里我们给出大家一起分析一道典型考察功的概念的问题。这是一道非常基础的问题,我主要是写给高一的学生的,成绩非常好的学生可以跳过。 

原题:

考察功的定义的图像20.如图,木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢转到OB位置,木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中,物块的重力势能增加了2J。用N表示物块受到的支持力,用f表示物块受到的静摩擦力。在这一过程中,以下判断正确的是                       

A.N和f对物块都不做功                         B.N对物块做功2J,f对物块不做功

C.N对物块不做功,f对物块做功2J   D.N和f对物块所做功的代数和为0

考点归纳与切入点分析

高中物理牛顿力学中摩擦力做功的问题很多,大家已经司空见惯了。很少有支持力做功的现象,但这并不表示支持力永远不做功。本题就是在考察到底是支持力做功还是摩擦力做功。我们并不能根据以往的经验想当然的认为本题中摩擦力做功,支持力不做功,而是要严格的通过定义和相关的概念来分析判断。

详细解析及答案

此题的答案为B,只有支持力N做功,静摩擦力不做功。根据做功的定义式W=Fscosθ;在此过程中,任何一小段摩擦力的方向都与运动的方向垂直,即任何一小段位移内,摩擦力的方向都是板子的方向,但运动的方向是与板子垂直的方向。因此摩擦力不做功。不难看出,支持力在做功,而且在做正功。对小物块分析,只有两个力在做功,一个是重力做负功,一个是支持力做正功。文章源于王尚物理博客由于“木板从水平位置OA缓慢转到OB位置”,注意“缓慢”二字的含义是速度几乎一直都是零。因此动能没有改变,根据动能定理的内容,重力做的功和支持力N做的功代数和为零。由于重力势能增加2J,重力做功为-2J,N做的功自然是2J;

高考展望

高考物理试题非常倾向于对基本概念的考察,这样的题目以简单题的形式出现在高考题中,也是非常正常的事情。在这里还是给大家强调下基本概念的重要性,我们物理学习要通过做题反思课本上的基本概念,把基础知识打牢固。

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