几种常见力做功的特点
1.一对平衡力做功的特点
一对平衡力作用在同一物体上,若物体静止,则两个力都不做功;若物体运动,则这一对力所做的功均为零或一正一负代数和为零。
2.一对作用力与反作用力做功的特点
两个力作用在不同物体上,作用力做正功时,反作用力可能做正功,可能做负功,还可能不做功,总之,作用力做功与反作用力做功没有必然的联系,应具体情况具体分析。
3.摩擦力做功的特点
(1)摩擦力可以是动力,也可以是阻力,所以摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功(既不是动力也不是阻力)。
(2)互为作用力和反作用力的一对静摩擦力做功代数和为零。
(3)互为作用力和反作用力的一对滑动摩擦力做功代数和为负。
[例1] 关于力对物体做功,下列说法正确的是( )
A.静摩擦力对物体一定不做功
B.滑动摩擦力对物体一定做功
C.一对平衡力对物体做功的代数和一定为零
D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态
[解析] 如果静摩擦力是动力或者阻力,就会对物体做正功或者负功,A错误;如果滑动摩擦力既不是动力也不是阻力,就对物体不做功,B错误;一对平衡力要么对物体都不做功,要么一个正功一个负功且代数和为零,C正确;根据匀速圆周运动知识,D错误。
[答案] C
[例2] 如图所示,A、B叠放在一起,用绳将A连在墙上,用力F拉着B向右移动,用F拉、fAB、fBA分别表示绳子的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力,则下列说法中正确的是( )
A.F做正功,fAB做负功,fBA做正功,F拉不做功
B.F和fBA做正功,F拉和fAB做负功
C.F做正功,fAB做负功,fBA和F拉不做功
D.F做正功,其他力不做功
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[解析] 由W=Flcos α和题意知,力F的作用点位移不为零,且与F方向相同,故F做正功;绳子拉力F拉的作用点位移为零,故F拉不做功;fBA的作用点位移为零,fBA不做功;fAB的作用点位移不为零,且与fAB方向相反,故fAB做负功,故C正确。
[答案] C
功率问题
1.分析功率问题首先要区分平均功率和瞬时功率。
2.平均功率既可以考虑公式P=,也可以考虑公式P=F,根据具体问题而定。
3.瞬时功率只有P=Fv一个公式,如果速度与作用力存在夹角,则P=Fvcos α。
[例3] 如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球。在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先增大,后减小 D.保持不变
[解析]
因为小球的速率不变,由图示可知Fsin α=mgcos α,
故拉力F的瞬时功率为P=Fvsin α=mgvcos α。
从A点到B点的过程中,α减小,cos α增大,所以P增大。
[答案] A
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