高三物理求做功的方法有以下几种:
1. 直接运用功的公式进行计算,这是最简单直接的方法,适用于已知力和运动路径(直线或弧线)的情形。
2. 运用动能定理求做功。动能定理适用于一切运动,无论是匀变速运动还是变加速运动,都可以运用。
3. 运用牛顿第二定律和运动学求出位移,再求做功。这种方法需要用到高中学的知识,但难度相对较低。
4. 运用功能关系求做功,从能量转化的角度分析做功情况。首先要知道有哪些能量的转化,然后根据能量守恒定律来列式求解。
5. 还可以根据电学中的库仑力做功求解方法,即W=qU,其中U为电势差。
以上就是一些高三物理求做功的方法,选择哪种方法要根据题目具体的信息和要求来决定。
【例题】一质量为5kg的物体在水平地面上受到一个大小为20N、方向与水平面成30°角的拉力作用,从静止开始运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2,求物体在拉力作用下发生的位移。
【分析】
物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力的共同作用,其中拉力在时间t内的冲量可以表示为:
$I = Ft\cos 30^{\circ}$
而物体在时间t内的动量变化可以表示为:
$\Delta P = (mg - f)t$
其中f为摩擦力,大小为:
$f = \mu mg$
根据动能定理,合外力对物体做的功等于物体动能的增量:
$W = \Delta E_{k}$
其中合外力为:
$F_{合} = F\cos 30^{\circ} - f - mg\sin 30^{\circ}$
将上述公式代入可得:
$W = Ft\cos 30^{\circ} - \mu mg(t - \Delta t) - \frac{1}{2}m{v_{f}}^{2}$
其中$\Delta t$为物体速度变化的时间,即物体从静止开始运动的时间。将已知量代入可得:
$W = 20 \times 10 \times \frac{\sqrt{3}}{2} - 0.2 \times 5 \times 10 \times (1 - t) - \frac{1}{2} \times 5 \times (v_{f})^{2}$
解方程可得物体发生的位移。
【解答】
根据上述公式,可得物体发生的位移为:
$x = \frac{W}{F\cos 30^{\circ}} = \frac{20 \times 10 \times \frac{\sqrt{3}}{2}}{20 \times \frac{\sqrt{3}}{2}}m = 5m$
所以,物体在拉力作用下发生的位移为5米。