力做功情况的判定方法

一个力对物体做不做功，是做正功还是做负功，判断的方法是：

(1)看力与位移之间的夹角，或者看力与速度之间的夹角：为锐角时，力对物体做正功；为钝角时，力对物体做负功；为直角时，力对物体不做功。

(2)看物体间是否有能量转化：若有能量转化，则必定有力做功。此方法常用于相连的物体做曲线运动的情况。

·       功：

1、功的定义：力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量。

2、功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上发生的位移。

3、功的定义式：W=Fscosα，其中F是恒力，s是作用点的位移，α是力与位移间的夹角（功的单位焦耳，简称焦，符号J）。

4、功的计算

①恒力的功可根据W=FScosα进行计算，本公式只适用于恒力做功；

②根据W=P·t，计算一段时间内平均做功；

③利用动能定理计算力的功，特别是变力所做的功；

④根据功是能量转化的量度反过来可求功。

变力做功的求法：

公式 只适用于求恒力做功，即做功过程中F的大小、方向始终不变。而实际问题中变力做功是常见的，如何解答变力做功问题是学习中的一个难点。不能机械地套用这一公式，必须根据有关物理规律通过变换或转化来求解。

1．用 求变力做功如果物体受到的力方向不变，且大小随位移均匀变化，可用 求变力F所做的功。其平均值大小 为 ，其中F1是物体初态时受到的力的值，F2是物体末态时受到的力的值。如在求弹簧弹力所做的功时，再如题目中假定木桩、钉子等所受阻力与击入深度成正比的情况下，都可以用此法求解。

2．用微元法(或分段法)求变力做功变力做功时，可将整个过程分为几个微小的阶段，使力在每个阶段内不变，求出每个阶段内外力所做的功，然后再求和。当力的大小不变而方向始终与运动方向间的夹角恒定时，变力所做的功形： 其中s是路程。

3．用等效法求变力做功若某一变力做的功等效于某一恒力做的功，则可以应用公式 来求。这样，变力做功问题就转化为了恒力做功问题。

4．用图像法求变力做功存F—l图像中，图线与两坐标轴所围“面积”的代数和表示F做的功，“面积”有正负，在l轴上方的“面积”为正，在l轴下方的“面积”为负。

5．应用动能定理求变力做功

如果我们所研究的问题中有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能变化量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功。

6．利用功能关系求变力做功

在变力做功的过程中，当有重力势能、弹性势能以及其他形式的能量参与转化时，可以考虑用功能关系求解。因为做功的过程就是能量转化的过程，并且转化过程中能量守恒。

7．利用W=Pt求变力做功

这是一种等效代换的观点，用W=Pt计算功时，必须满足变力的功率是恒定的。若功率P是变化的，则需用 计算，其中当P随时间均匀变化时， 。

作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离是做功的两个必要因素。当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功。

做功是能量由一种形式转化为另一种的形式的过程。自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。

不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为热能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程，功就是能量的转化量。