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对作用力和反作用力做功的探讨 江苏省张家港市后塍高级中学 郑军 符根宝 功、功率、动能定理等知识是高中物理中非常重要的知识点，其灵活性强，综合面广，对学生的能力要求非常高。而力对物体的做功又是综合应用的基础。因此是否能够正确求出力对物体做功，对功率和动能定理及机械能守恒的运用起了决定性的作用。而这里面关于作用力和反作用力做功的求解又是学生比较容易混淆的地方，很难准确的求解出正确的答案。因为大多数的学生都存在着这样一种误区，由于作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，所以由于学生思维定式的影响，往往都是不加思索的、想当然的认为这对作用力和反作用力所做的功也一定是大小相等、方向相反的，即一个力做正功（负功），其反作用力一定做负功（正功）。其实不然，其中包含了很多种的情况。因此本文就针对作用力和反作用力做功的所有的情况来进行分析，使学生能够清楚的认识到作用力和反作用力做功的不同形式，便于学生深刻理解做功的内涵，达到灵活应用的目的。 一、作用力和反作用力都不做功  例1 小物体m沿静止于水平面的斜面加速下滑，物体和斜面之间有两对作用力和反作用力，其中一对是斜面对物体的支持力和物体对斜面的压力  和 ，这两个力与位移的方向垂直，这一对力所做的功为零，即  。二、作用力和反作用力当中有一个力做功，其反作用力不做功 其中又分成两种情况 1．一个力做正功，其反作用力不做功  例2 冰场上的一名运动员站在竖直的墙壁前，用手推一下墙壁，运动员会向后滑去。在运动员手推墙壁这一过程中，墙对人的作用力使人由静止变为运动，由动能定理  知，F对人做了正功，使人的动能增加。但是人对墙的作用力 却没有使墙运动，所以没有对墙做功，即 。2．一个力做负功，其反作用力不做功  例3 将一个质量为m的物体放在粗糙的长木板上，并用一根不可伸长的绳子与墙壁相连，用外力F将长木板抽出。在此过程中，m对M的滑动摩擦力  与长木板的运动方向相反，所以对M做负功。的反作用力 是M对m的水平向左的滑动摩擦力，但是由于m没有发生位移，所以对m做的功 。三、作用力和反作用力都做功 这里又分成3种情况 1．一个力做正功（负功），其反作用力做负功（正功）  例4 将一个质量为m的物体放在质量为M的粗糙的长木板上，用外力F拉动小物体，使小物体m在长木板上滑动，M在m的作用下也向前运动。在此过程中，m对M的滑动摩擦力 的方向与长木板的运动方向相同，所以对M做正功。的反作用力是M对m的水平向后的滑动摩擦力，方向与m的运动方向相反，所以对m做负功。2．作用力和反作用力都做正功  例5 在两个小车上固定两块强力的磁铁，让磁铁的N极（S极）相对靠近放在光滑的水平桌面上。撤去外力我们会发现两辆小车迅速向两边分开。在小车分开的过程中，由于磁极间磁力的相互作用使两个小车都获得了动能，此过程中磁力对两个小车都做了正功。 3．作用力和反作用力都做负功  例6 将一个质量为m的物体放在质量为M的粗糙的长木板上，同时用两个相同的外力F拉动小物体，使小物体m在长木板上滑动，M在m的作用下也向前运动。在此过程中，m对M的滑动摩擦力 的方向与长木板的运动方向相同，所以对M做正功。的反作用力 是M对m的水平向后的滑动摩擦力，方向与m的运动方向相反，所以对m做负功。通过对以上各种情况的论述，我们应该清楚的认识到作用力和反作用力做功的情况，种情况，对力对物体的做功有了进一步的认识，为功率、动能定理等知识的教学打下了坚实的基础，同时通过对多种情况的分析能够培养学生的分析、归纳的能力，有助于学生综合能力的提高。 (责任编辑：admin) |