省功與省力

王穎婕

【摘要】 在進行學習的過程中，物理學科是一門應用性較強的學科，其因為和實際生活聯系十分密切，因此我們在學習的過程中就應該就可以講物理知識和生活聯系起來，注重自身的物理學科的探究能力的培養以及自身熱愛物理、細心觀察生活的習慣。本文從高中重要的物理概念“功”和“力”的概念的角度出發，對省功和省力兩者之間的關系做出了一些探討，希望各位老師加以斧正。

【關鍵詞】 高中物理 功 力 省功 省力 概念分析

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2018）01-176-01

0

在分清省功和省力之間的關系，就應該先應該分清這兩個概念然后進行深入的探討，不應該對兩個概念存在誤區，因為如果有誤區的話，就會很難的進行進一步的學習，并且對自身進行習題解析的過程也很難去加深理解。在高中物理學習的過程中，利用功能關系來解決力學問題是我們常用的解題方法，因此，在學習過程中更應該掌握最基本的解題方式。特別是曲線運動以及變力作用下物理運動的問題，功能問題都是解決這類為題的重要手段，因此在這種問題上，應該良好的進行分析和解決。

一、“功”和“力”的概念

（一）“功”的概念

功是指如果一個物體受到力的作用，并且在力的方向上發生了一段位移，我們就說這個力對這個物體做了功。在物理學科中，功是表示力對位移的積累的物理量，因此這種物理量和機械能很相似，但又存在不同。功是標量，其在國際上的單位為焦耳。換算關系是：1J=1N·m=1kg·m2·s-2.在這里有必要說明的是，如果一個力作用在物體上了，物體在這個力的方向上位移了，才能說力做了功，但是這個物理上有力的存在，卻不一定會做工。在我們高中物理的學習中，很明顯的一個例子就是在勻速圓周運動中，向心力由于其的方向是指向圓心的，但是物理卻是圍繞圓周做運動，沒有在力的方向上作用，這就導致了向心力沒有做功。從另一個角度來講，因為在勻速圓周運動的過程中，物理的動能沒有發生變化，因此就沒有做功。又比如，放在桌子上的文具，盡管它受到桌子對他向上的支持力以及向下的重力，但是他沒有在力的方向上沒有位移，因此就沒有做功。功的概念是和力相關的，因此想要進行省功的概念理解，就必須理解功的物理定義。

（二）“力”的概念

力在高中物理中是指物理對物理之間的作用，稱之為力，力是不可能脫離物體而單獨存在的，兩個不直接接觸的物體之間也有可能產生相互的作用力，比如萬有引力。力作用在物體上的效果是可以讓物體的運動狀態發生改變的同時還能讓物體的形態發行改變。力具有其重要的三要素：力的大小、力的方向以及力的作用點。力的大小表示的是物體之間相互作用的強弱程度，而力的方向則是指力的作用線在空間中的方位和指向，力的作用點這是指物體之間相互作用的位置所在。力是矢量，是具有方向的，在力的表示過程中，是需要標出力的方向以及力的作用點的。就如上文所提到的課桌上的文具，其受到兩個力的作用，重力和支持力，這兩個力達到了平衡，文具才會靜止在桌子上。這兩個力是大小相等、方向相反并且作用在一條直線上的。

二、省功與省力

（一）省功不省力

功是力和力的方向上距離的成績，在探討省功不省力的時候，就首先假設一個物體A在力F1的作用下在力的方向上進行了位移s，這時，力的做功為w=f1*s，這個時候，我們假設力不變的情況下，如果功w減少，那么相應的物體位移的距離也就會減小。因此，我們可以得出省功是在位移距離減少的情況下才能達到省功。根據公式w=fs，你如果用更大的力，在省功的條件下，那么用的力所作用的距離就會越短，就像我們日常騎自行車一樣，蹬一圈走10米和蹬一圈走20米所用的力是不一樣的，顯然，等一圈走20米所用的力更大，做的功也就更多。

（二）省力不省功

在進行完省功的假設之后，我們也應該進行省力的假設，能不能在省力的背景下做到該做的功呢？假設一個物體B，在力F2的作用下在力的方向上進行了位移L，這是，力的做功為w=f2*L，我們假設功不變的情況下，想要達到相同的位移距離，就需要一樣大小的力，這就說明力和功是相互作用的，但是在實際生活中，可以利用機械做到省力，卻做不到省功。在機械運動中，怎樣的機械都是不可能圣公的，但是可以省力或者費力，比如省力杠桿，費力杠桿以及等比檔桿等等。

（三）省力與省功

在日常生活中，我們可以確定的是任何機械都是不省功的，功就是力和物體下力方向上位移的成績，因此，省距離的話就要在功一定的情況下用處更大的力，省力的話就要在功一定的情況下位移出的距離更長。我認為，任何機械都不省功的含義有兩層：第一層是“等于”，即是在人們使用機械時所做的功等于人們不使用機械時所做的功，兩者之間的功相等，也就是說不省力也不費功。但是再簡單機械中，摩擦力以及機械自身的重力都可以忽略不計的情況下，這個規律是可以成立的。第二層是“大于”，也就是說使用機械時所做的功大于人們不使用機械時所作的功。這種情況下，不省功反而會費功。這是指大部分情況下，機械鎖克服自身重力和摩擦力做的功不能忽略不計，因此就會大于人們不適用機械時所做的功。但是省力則是和功息息相關的，省力是要比不省力多出移動距離的，并且功的大小總不變。

結語

在進行學習的過程中，一定要學會積極地探究來實現自身物理探究能力的提升，物理學科是需要不斷的深入理解和學習的，因此省力和省功都是相對的，人們可以利用機械來進行省力，讓工作更有效率，但是省功卻是不能做到的，因為物體在力的作用下達到的位移說做的功是不變的，因此在外部條件的限制下，只能做到省力，而做不到省功。

[ 參 考 文 獻 ]

[1]王妮.高中物理“功”教學探討[J].教育參考.2016.

[2]趙鎷碧做“功”與做“工”.[J].教育.2017.endprint