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初中物理有关物体克服力做功的理解

2019-11-26蔚春花

文理导航·教育研究与实践 2019年12期

【摘 要】初中物理中有关做功的问题比较抽象,是学生理解的难点。在力对物体做功中,当作用在物体上的力与物体移动距离相反时,我们称之为物体克服此力做功。实际教学中,对于此种情况,学生较难理解,教师也不容易解释清楚。虽然初中阶段不涉及负功,但从实际教学的角度,可以将物体克服力做功解释为此力对物体做负功,这样学生会更容易理解。

【关键词】做功;做功的条件;克服力做功

人教版教科书《物理》八年级下册第十一章第1节“功”中有关做功的说明如下:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。力对物体做功包含了两个必要因素:一个是作用在物体上的力;另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。

例1:水平地面上,人拉着一辆小车前进了一段距离,那么这个拉力就对小车做了功。因为,力作用在小车上,小车在力的方向上移动了一段距离。

例2:水平地面上,人提着一桶水前进了一段距离,那么这个拉力对水桶没有做功,因为,水桶没有在拉力的方向上移动距离。

以上是初中物理有关做功的判断,涉及的三种不做功情况如下:有力无距离;无力有距离;力与距离垂直。在教学中,对于是否做功的判断,应让学生明确以下几点:明确哪个力做功,明确力作用在哪个物体上,明确物体在该力的方向上是否移动距离。

但是在教学中,还会遇到如下此类问题:

例3:將一小球竖直向上抛出,在小球上升过程中,小球在重力作用下减速向上运动。此过程中,小球克服重力做功。小球竖直上升时在竖直方向上移动了距离,但是小球移动的距离与重力方向相反,所以说是物体克服重力做功。

例4:水平路面上行驶的汽车,关闭发动机后汽车克服阻力做功。关闭发动机后,汽车在阻力作用继续向前减速运动。此过程中,小球克服阻力做功。汽车受到的阻力与移动的距离方向相反,所以说是汽车克服阻力做功。

有关克服力做功是“力F对物体做负功W,往往说成(或者说、可以说)物体克服F做功W克服”和“力对物体作负功,说明力不但没有对物体做功,反而是物体反抗这个力作了功,往往也说,物体克服该力作了功”。

高中物理中将“某力对物体做负功”说成“物体克服某力做功”(取绝对值),这两种说法的意义是等同的。对于物体克服某力做功,人们会有这样的疑问,功是物体上受的力和受力点沿力的方向的位移的乘积。那么可以理解为有另一物体对此物体做功,也就是有力对此物体做功。可“物体克服阻力做功”难道是说它自己对自己做功么,自己可以对自己施加力么?例如上抛物体向上运动只受重力,它克服重力做功,是说自己对自己做功么,若不是,那它到底对谁做功?关闭发动机后的汽车克服阻力做功,同样是自己对自己做功吗?“物体克服某力做功”这句话到底怎么理解?

对于以上疑问,我的理解是,竖直向上抛出的球,在向上运动的过程中,实际是重力对球做了功,只是做了负功,可以说成“球克服重力做功”。汽车关闭发动机后,在阻力的作用下逐渐停下来,阻力对汽车做功,同样是做负功,可以说成“汽车克服阻力做功”。

在初中物理中,做功这个概念本就抽象,初中生理解能力又比较差,所以在教学中强调做功是力对物体的作用。而此处对于力和物体移动距离相反的情况说为物体克服力做功,不管是教师的教还是学生的学都很难。虽然初中阶段不涉及负功这个概念,但是从教学的角度,我觉得还是将“物体克服力做功”这种说法改为“该力对物体做负功”更容易理解。

【参考文献】

[1]彭前程等.初中教科书物理八年级下册[M].人民教育出版社,2012

[2]张大昌等.高中教科书物理(必修2)[M].人民教育出版社,2010

【作者简介】

蔚春花(1985.7),女,汉,山西文水,硕士,教师,中小学二级,初中物理课堂教学

(山西省吕梁市离石区江阴初级中学)