走出“功”知识学习中的误区

2024-02-01 08:36张昭君
数理天地(初中版) 2024年2期
关键词:误区

张昭君

【摘要】判断做功不要被假象迷惑,不要误认为物体受到力并且移动了距离就是做了功,还应看到是否在力的方向上移动了距离.因题中通常会给定一些迷惑信息进行干扰,会导致学生对其认识不深、不透而走入了误区,文章从常见问题中存在的误区进行了梳理,希望对学生理解“功”提供帮助.

【关键词】功的判断;功的计算;误区

在功的知识体系中,涉及的考点很多,比如:是否做功的判断、简单的功的计算、功的计算公式的理解、功的估算等,特别是力学综合应用题中涉及功相关知识,在近年来中考中是非常常见的,功的计算与运动图像相结合考查学生数理结合能力,这成为中考的新动向.在这些考点中,有一些误区是学生经常遇到的.

1 是否做功中存在误区

对物体是否做功的判断,经常会出现对做功的两个必要因素理解不到位,而步入误区.个力的方向上移动了距离.即力产生了“成效”,则该力就对物体做了功.

例1 对于功定义和现象的理解,下列说法正确的是(    )

(A)物体只要运动了一段距离,就有力对它做了功

(B)只要物体上受到了力,我们就说力对物体做了功

(C)只要有力作用在物体上,物体在力的方向上又移动了距离,我们就说这个力对物体做了功

(D)当有力作用在物体上,物体又移动了距离,我们就说这个力对物体做了功

解析 (A)选项中,物体运动了一段距离,并不能说明力就做了功,比如:铅球在脱离手的过程中,手不在对它做功,因为物体可能是由于惯性向前运动,也可能是没有在力的方向上移动距离.故(A)选项错误;(B)选项中,物体虽然受到力,但有可能没有移动或在没有在力的方向上移动,这都说明力没有对物体做功,故(A)选项错误;(C)选项中,在物体上有力的作用,并且在力的方向上物体移动了距离,这些符合做功的两个必要条件,故(C)选项正确;(D)选项中,虽然有力和距离,但没有明确在力的方向移动距离,比如:背着书包水平向前走,则没有对书包做功,故(D)选项错误.

点评 通过做功的两个必要条件是否满足来判断做功才是正确的选择,因此判断做功不要被假象迷惑,不要误认为物体受到力并且移动了距离就是做了功,还应看到是否在力的方向移动到了距离.在以后学习中,要提醒学生学会学习,结合实际现象,认识功的概念,从物理观念的维度入手,在头脑中进行提炼和升华.

2 功的简单计算及公式的理解中存在误区

此类题要明确哪个力做功,知道力和距离会影响功的大小.同时重在利用功的计算公式W=Fs进行简单计算时,对于这类问题常出现的误区是对公式选择错误,单位不统一,物理量不对应等.因此要走出误区就应该明确研究对象,确定哪个力做功,特别指出的是在利用公式W=Fs计算时,往往走入没有注意F与s的对应的误区.还有对于公式中距离是这个力方向上的距离,要和力始终同时存在,如果力消失,则后一段由于惯性运动的距离,将不能考虑在内计算.

例2 如图1所示,小宇在水平地面上推一个箱子,这个重200N的箱子在水平推力20N的作用下水平匀速前进了5m,拉力撤销后,箱子由于惯性又前进了1m,则在整个过程中推力对物体做的功为______J,重力做功为______J.

解析 首先在解决此类问题中,要明确对象,判断这个力是否对物体做功,具体办法就是根据两个必要条件.如果做功的话,也要找准对应关系,距离和力是否一致,比如在求解拉力或推力做功时,对应的距离s=5m,由于惯性前进的1m不能计算在内,因为此时推力已经消失,所以物体在推力的作用下移动了5m的过程中,根据W=Fs=20N×5m=100J;而对于重力来说,由于水平匀速直线运动,没有在竖直方向上移动距离,因此重力不做功.

点评 对于功的简单计算,要明确被研究对象及哪个力做功,要找准对应关系及保持二者的同时存在的关系,必要可以通过图示的方式进行分析,计算功的时候,首先判断是否满足做功的两要素,力与物体移动的距离方向必须一致,对应同一物体,同一段时间.特别对于重力做功的过程中,一定要寻找竖直方向的距离.

3 表面现象的干扰造成的误区

在功知识中也经常会出现一些迷惑的假象,即题中给定一些迷惑信息进行干扰,会导致学生对其认识不深、不透而走入误区,所以还应把功的概念及公式等理解到位,不要被假象所迷惑干扰.

例3 小勇同学分别用同一大小的力F使质量相等的A和B两物体分别在如图所示表面上移动相同的距离s,已知A在粗糙的水平地面,B在光滑的斜面.F所做的功分别为W和W,则F对物体做的功说法正确的是 (    )

(A)W>W

(B)W<W

(C)W=W(D)条件不足,无法确定

解析 此题容易受接触的粗糙程度条件的干扰而出错,首先这题是判断功的大小,因此要根据功的影响因素及功的计算公式进行判断.由题意可知知,此同学用同样的拉力F,物体沿拉力的方向移动的距离相同,根据W=Fs可知,力F做的功大小相等,即W=W,可见功的大小和面的粗糙程度无关.

点评 处理相关类的问题,平时应该让学生学会阅读,对文中的信息应该有一定认识,学会处理相关的有用信息,排查干扰信息,找到解题的突破点和根源.

总之,在功的学习的过程中,多总结、归纳,特别是在发现问题的过程中,要及时反馈,促进学生核心素养的发展,促进交流、反思能力提升.其实在平时的学習中,经常会走入以上误区,因此在学习的过程中,要认真审题,对各个考点要细细揣摩、总结注意事项,避免走入误区,如果能够按照上述总结的观点,把握解题思路、注意细节、认真考虑,就能走出误区避免出错.

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