如何理解总功、有用功和额外功

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


  机械效率是学生学习过程中的一个难点。准确而迅速地求出机械效率,关键在于对有用功、额外功和总功的正确理解。功的原理告诉我们,使用任何机械都不省功。实际上,由于机械本身受到重力作用和机械零件的摩擦,不但不能省功,反而不可避免地要多做一些我们不需要的但又不得不做的额外功。在实际做功时,额外功虽然不可避免,但我们可以通过改进做功方式、方法,改进机械的性能而尽量减小它。

  如何辨别有用功、额外功和总功呢?有几个词必须注意,“有用”,“没有用”、“不得不”。在教学时必须让学生明白这几个词,同时可以从机械做功的目的去分析。我从学生身边最熟悉的将一桶水搬起装到饮水机上进行分析,具体我是这样引导的:饮水机里的水没有了,哪位同学能将旁边这桶“水”装上去?学生装上后我又问:“刚才的过程中这位同学做功了吗?”同学们都异口同声的回答:“做了。”“但他不是按照我的要求完成任务的。”学生们有些纳闷了,我继续解释道:“我的目的是让这位同学把水搬上去,但他不但搬了水,还把桶也搬上了。”这时同学们急忙解释道:“水必须要用桶装着呀。”“对,刚才这位同学做的功中,一部分是对水做的功,一部分是对桶做的功。从做功的目的来看,同学对水做的功是‘有用的’,称为有用功,而对桶做的功是为了达到目的不得不做的功,我们称它为‘额外功’,‘有用功’加上‘额外功’就是这位同学做的‘总功’。”然后再引导学生分析课本上搬运沙子的例子,提问:

  1.在把沙子从一楼运上三楼的过程中,每种方法中各对哪些物体做了功?

  2.无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功?

  3.在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么?

  学生讨论、思考、比较、分析得出在上面的活动中,将沙子提升到一定的高度是我们的目的,所做的功是有用功。动力对动滑轮做的功是总功。在使用动滑轮提升重物时,用来克服摩擦做的功,把动滑轮提升做的功,对我们没有用但又不得不做的功叫额外功。三者之间的关系是:W总=W有+W额。在刚才所列的三种运沙方法中,你认为哪种方法最好?哪种方法最差,为什么?结合实验,引导学生分析有用功、额外功、总功的问题,使学生认识到动力对机械所做的功是总功,机械对重物所做的有用的功是有用功,机械克服自身重力和摩擦所做的功是额外功。

  以此帮助学生加深对上述三种功的理解。很多实验设计不见得复杂化、实验室化,以上几个案例中的实验器材均取材于生活中的常见物品,就地取材、易于操作,可信度高。体现了“从生活走向物理”的课程理念。


本文来自:逍遥右脑记忆 http://www.jiyifa.com/gaozhong/1065055.html

相关阅读:高中物理应该怎么高效学习