A.力的作用效果是使物体产生运动
B.力的作用效果是使整个物体的位置随时间发生变化,称之为运动
C.力的作用效果是使物体自身尺寸、形状发生改变,称之为变形
D.力的作用效果有2类,一类是整个物体的位置随时间的变化,称之为运动;另一类是物体自身尺寸、形状的改变,称之为变形
如图所示,物体m克服万有引力,从位置r1处运动到r2处,因而位移量为r2-r1。已知对这种与距离的二次方成反比的作用力(又如库仑力),其平均作用力必须取几何平均,试求物体m在克服上述万有引力的过程中所做的功。这个功的效果是使物体m的引力势能增加。如果取r=∞处为引力势能零点,试给出引力势能Ep的表达式。
案例:
下面是某位老师讲授“功的表达式”的教学片段。
师:初中我们学过做功的两个要素是什么?
生:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离。
师:在高中,我们把一个物体受到力的作用,且在力的方向上移动了一段位移,这时我们就说这个力对物体做了功。
生:恩,为什么要引入位移这个概念呢?
师:这很简单,位移有方向性,就有了正功和负功之分。现在我们来看问题一:物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s,求力F对物体所做的功。
生:根据功的定义,这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积,W=Fs。
师:问题二:如果力的方向与物体的运动方向成理角呢?同学们要注意力和位移都是矢量可以分解。
生:把力分解成和位移方向相同的一个分量,就可以用定义求了,做的功是W:Fscosa。
师:对,这就是我们所说的功的表达式W=Fscosa,就是力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。
问题:
(1)对上述教学片段进行评析。
(2)针对教学片段存在的问题,设计教学片段让学生掌握功的表达式。