例1 小明用F=20N的水平推力推着重力为200N的自行车在水平路面上匀速前进了s=3m,则小明对自行车做功为__________J,重力做功为__________J。
解析 做功包括两个必要因素: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。本题中已知小明对自行车的推力及在推力方向上移动的距离,故小明对自行车做的功为
虽然有重力作用在自行车上,但自行车没有在重力方向上移动,故重力没有做功。
反思与拓展 我们在计算一个力对物体所做的功时,首先要判断这个力是否对物体做了功,如果力的方向与物体移动的距离方向垂直(比如此题中的重力方向就与物体移动方向垂直),或者物体在运动的过程中,这个力已经没有作用在物体上了(如:用力将足球踢出去,足球在滚动的过程中,脚对球的力没有作用在足球上),那么在这个过程中此力是不做功的,即所做的功应该为0,切不可盲目用力乘以距离。
例2 如图10-35所示,工人用一个滑轮组将重为100N的物体匀速向上提到2m高的平台上,动滑轮的重力是20N,则在这个过程中工人做的功是多少?(www.xing528.com)
图10-35
解析 工人做的功等于工人所用的力乘以绳子端点通过的距离,由图可知,动滑轮是由3段绳子承担的,所以工人所用的力F应该为物体和动滑轮总重力的,而绳子移动的距离应该为物体移动距离的3倍。
答案 工人所用的力为绳子端点通过的距离s=3×2m=6m,工人所做的功W=Fs=40N×6m=240J。
反思与拓展 我们在计算有关滑轮的功的时候,一定要注意力与距离的对应关系,也就是某个力所做的功只能用这个力乘以这个力所移动的距离。然而这种题目给出的条件中,力与距离往往是不对应的,那么这时就需要我们根据滑轮的绕线方法算出与力对应的距离(如此题中告诉我们的距离就是物体移动的距离,而不是绳子移动的距离,这时我们就要根据绕线方法求出绳子移动的距离s)。此题千万不能用100N×2m=200J来计算工人做的功。
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