功的計(jì)算中的常見錯(cuò)誤

邵建萍

摘 要：在機(jī)械功的計(jì)算中，學(xué)生往往找不準(zhǔn)做功的力與物體在力的方向上移動的距離。教師可通過實(shí)例幫助學(xué)生找準(zhǔn)功的兩個(gè)必要因素，并應(yīng)用功的計(jì)算式W=Fs正確解答相關(guān)題目。

關(guān)鍵詞：功；力與距離；錯(cuò)誤分析

物理教師在教學(xué)中要始終遵循《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的基本理念，把握課程的設(shè)計(jì)思路，依托課本的教學(xué)內(nèi)容，不斷研究試題方向，力求讓學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)知識，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，運(yùn)用科學(xué)的知識和方法，培養(yǎng)學(xué)生的興趣和熱情，使學(xué)生能夠獨(dú)立思考，勇于質(zhì)疑，尊重事實(shí)，敢于創(chuàng)新。

功的知識是力、距離的小結(jié)，是今后深入學(xué)習(xí)物理知識的基礎(chǔ)。功的概念較為抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)中時(shí)有錯(cuò)誤發(fā)生。力學(xué)里所講的功包含兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在這個(gè)力的方向上移動的距離，兩者缺一不可。在依據(jù)公式W=Fs進(jìn)行計(jì)算時(shí)，學(xué)生往往分不清是哪個(gè)力做的功，我在教學(xué)過程中采用先讓學(xué)生自主完成，然后以小組討論，師生共同分析的方法來完成教學(xué)目標(biāo)。

例：馬拉著重為1500牛頓的車在水平的馬路上勻速前進(jìn)200米，若車受到的摩擦力是75牛頓，求馬拉車所做的功是多少？重力對車做的功又是多少？

部分學(xué)生的錯(cuò)解是：

根據(jù)公式W=Fs，所以馬對車所做的功為W=Fs=75?！?00米=15000焦耳，重力對車所做的功為1500牛頓×200米=3×105焦耳。學(xué)生自主完成后以小組依據(jù)“做功的兩個(gè)必要因素”進(jìn)行討論、交流，產(chǎn)生了不同見解。

然后我和學(xué)生一起分析：

1.物體受到的重力G，地面對車的支持力N，馬對車的拉力F，地面對車的摩擦力F摩，共四個(gè)力的作用。

2.由于物體在豎直方向上并沒有移動，所以重力G沒有對物體做功，而物體在水平拉力F的作用下前進(jìn)了200米，拉力對車做了功。

3.因?yàn)轳R車做勻速直線運(yùn)動，所以拉力和摩擦力是一對平衡力，即F=F摩=75牛，解題時(shí)應(yīng)先說明F=F摩，然后再利用公式W=Fs進(jìn)行計(jì)算，而不能直接用公式W=F摩s來計(jì)算。因?yàn)閷囎龉Φ氖窍蚯暗睦而不是摩擦力F摩。

正確的解題過程是：

解：馬拉車所用的力與摩擦力大小相等F=F摩=75牛

車在馬的拉力的方向上移動的距離s=200米

所以馬拉車所做的功是W=Fs=75?！?00米=15000焦耳

車所受的重力G=1500牛

車在重力的方向上移動的距離s′=0米

重力對車做的功W′=G×s′=0焦耳

這樣，由學(xué)生的不同解法引起爭論，激發(fā)學(xué)生的求知欲與學(xué)習(xí)的興趣，再通過討論得出正確的解法，學(xué)生更容易理解和掌握功的意義。

為了進(jìn)一步鞏固、加深理解，我又安排了以下針對性練習(xí)：

1.起重機(jī)將一個(gè)質(zhì)量為8噸的集裝箱從地面勻速吊到高為

1.2米的貨車上，需要對集裝箱做多少功？

2.建筑工地上，施工人員用挖掘機(jī)開挖地基，挖掘機(jī)每次可將0.8立方米體積的泥土舉高3米再水平移動5米倒入卡車貨箱，此過程中挖掘機(jī)對泥土做了多少功？（泥土密度為1.5×103kg/m3，g取10N/kg）

3.一個(gè)重為200牛的物體在水平拉力的作用下勻速前進(jìn)了

25米，拉力撤銷后物體由于慣性又前進(jìn)了10米，若拉力做的功為500焦耳，則拉力的大小為多少？

學(xué)生自主完成后，教師和學(xué)生一起小結(jié)，在練習(xí)1中，起重機(jī)吊起集裝箱的力和集裝箱受到的重力是一對平衡力，計(jì)算過程中應(yīng)先說明F=G，不能用W=Gs計(jì)算。在練習(xí)2中，挖掘機(jī)把泥土舉高3m的過程對泥土做了功，水平移動5m時(shí)物體受力方向與通過的距離垂直沒有做功。練習(xí)3中，水平拉力只在物體前進(jìn)25m過程中對物體做功，物體由于慣性前進(jìn)了的10米因沒有受到力的作用不做功。

通過以上練習(xí)，學(xué)生通過實(shí)例進(jìn)一步理解了機(jī)械功的兩個(gè)必要因素，能計(jì)算機(jī)械功的大小，并且能根據(jù)變形公式計(jì)算其他物理量的大小，從而進(jìn)一步鞏固對功的概念的認(rèn)識，也為以后的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也讓學(xué)生對物理上的功和生活實(shí)際中的功有了進(jìn)一步的認(rèn)識。

（作者單位 山西省汾陽市杏花鎮(zhèn)初級中學(xué)）