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做功的公式是什么

2026-01-25 15:33:48
最佳答案

做功的公式是什么】在物理学中,做功是一个重要的概念,它描述了力对物体作用后使物体发生位移的过程。理解做功的公式,有助于我们更好地掌握力学的基本原理。

一、做功的基本概念

做功是指一个力作用在物体上,并且物体在该力的方向上发生了位移。如果物体没有移动,或者力的方向与位移方向垂直,那么这个力就没有做功。

二、做功的公式

做功的公式为:

$$

W = F \cdot d \cdot \cos\theta

$$

其中:

- $ W $ 表示做功的大小(单位:焦耳,J)

- $ F $ 表示作用力的大小(单位:牛顿,N)

- $ d $ 表示物体在力的方向上的位移(单位:米,m)

- $ \theta $ 表示力与位移之间的夹角(单位:度或弧度)

三、公式详解

1. 当力与位移方向一致时(θ=0°)

此时 $\cos\theta = 1$,所以做功最大,公式简化为:

$$

W = F \cdot d

$$

2. 当力与位移方向垂直时(θ=90°)

此时 $\cos\theta = 0$,所以不做功,即:

$$

W = 0

$$

3. 当力与位移方向相反时(θ=180°)

此时 $\cos\theta = -1$,说明力做负功,即:

$$

W = -F \cdot d

$$

四、总结表格

项目 内容
做功的定义 力作用在物体上并使物体发生位移
做功的公式 $ W = F \cdot d \cdot \cos\theta $
公式中各符号含义 $ W $:功;$ F $:力;$ d $:位移;$ \theta $:力与位移的夹角
当θ=0°时 $ W = F \cdot d $,做正功
当θ=90°时 $ W = 0 $,不做功
当θ=180°时 $ W = -F \cdot d $,做负功

五、实际应用举例

例如,一个人用50 N的力水平推一个箱子,使它移动了10米,那么他做的功是:

$$

W = 50 \, \text{N} \times 10 \, \text{m} \times \cos(0^\circ) = 500 \, \text{J}

$$

如果他以相同的力向上提箱子,但箱子没有移动,则不做功。

通过以上内容,我们可以清晰地了解“做功的公式是什么”,并在实际问题中灵活运用这一公式进行计算和分析。

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