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功能原理:假設光滑水平桌面,以一水平定力F 作用於質量

m 初速為V0的物體走了距離 x

∴加速度 a = (F / m )又 V2 = V02 +2 a x = V02 +2 (F / m) x

∴ 功 = F x = (1/2) m V2 - (1/2) m V02

    = Δ能 = 末能 初能

 ∴ (1/2) m V2 代表是一種能,且和運動有關稱之為動能

 淨力作功 = 動能變化

在此將模擬兩種情況,藉以了解"功能原理"

1)作用於方塊的作用力與摩擦力大小相等方向相反,方塊初速Vo

W = F S Cosθ

0° <= θ < 90° 功 > 0 ,可使物體動能增加。

θ = 90° 功 = 0 ,物體動能不變,法線

90° < θ < 180° 功 > 0 ,可使物體動能減少。

從上面的模擬可以觀察到,作用力對方塊作正功,摩擦力對方塊作負功,兩

者互相抵銷。

亦即 淨力作功(作用力+摩擦力 對方塊作功)= 0 ∴方塊動能不變

 

 

2)方塊受一與初速Vo方向相反的力F作用,在光滑表面運動

觀察模擬結果可以發現,前半段作用力與方塊運動方向相反,作負功,方塊

動能減少直到速度為零。後半段,作用力與方塊運動方向相同,作正功,方

塊動能增加。