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求力对物体做功的四大方式

更新时间:2023-10-26 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

中学数学选修二《机械能守恒定理》中介绍了一个重要的概念——功。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

功是能量转化的量度,要想研究各类能量怎样变化、变化了多少必须借助做功来剖析。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

所以功在能量变化问题的剖析中相当重要。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

在课本中给出的力对物体做功的公式是:W=Qvn物理好资源网(原物理ok网)

不过可惜的是这个公式在实际应用中只能求恒力对物体做的功,仅此一种。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

在相当多的题目中,须要我们求变力对物体做功,为了能更好的估算变力做功,小编为你们总结了以下四种方式:Qvn物理好资源网(原物理ok网)

方式1借助微元法求变力做功Qvn物理好资源网(原物理ok网)

摩擦力做功的计算公式_摩擦力做功的计算_摩擦力做的功的公式Qvn物理好资源网(原物理ok网)

将物体的位移分割成许多小段,因每一小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和,此法在小学阶段常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

比如:质量为m的铁块在动磨擦质数为u的水平面内做圆周运动,圆周运动的直径为R,运动一周克服磨擦力做功为多少。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

剖析:此题中物体做圆周运动,磨擦力的方向与运动方向相反,所以磨擦力的方向时刻改变,但大小不变,我们可以把圆周轨迹分割成无数小段,每一小段可以近似看成直线,这样在每一小段中磨擦力就可以看成大小、方向都不变的恒力。之后把每一小段克服磨擦力做功相乘,即可得到总的磨擦力做功。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

方式2用F-x图象求变力做功Qvn物理好资源网(原物理ok网)

在F-x图象中摩擦力做功的计算公式,图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移所做的功,且坐落x轴上方的“面积”为正,坐落x轴下方的“面积”为负,但此方式只适用于易于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

比如:一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x0,力与位移的图象如图所示,求此力所做的功。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

依据技巧的介绍,力的图线与t轴围成的矩形的面积就是变力F对物体所做的功,直接求矩形面积即可。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

摩擦力做功的计算_摩擦力做的功的公式_摩擦力做功的计算公式Qvn物理好资源网(原物理ok网)

方式3用动能定律求变力做功Qvn物理好资源网(原物理ok网)

动能定律既适用于直线运动,也适用于曲线运动,既适用于求恒力做功,也适用于求变力做功.由于使用动能定律可由动能的变化来求功,所以动能定律是求变力做功的首选。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

比如:如图所示,使劲F把小球从A处平缓拉到B处,求F做功。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

在此过程中,小球遭到三个力的作用,拉力F做功,重力做功,绳子拉力与速率永远垂直不做功,重力做功与拉力F做功之和等于小球的末动能减初动能摩擦力做功的计算公式,又因为小球平缓运动,所以初、末动能皆为0,带入动能定律公式即可求出拉力F做功。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

方式4“转化法”求变力做功Qvn物理好资源网(原物理ok网)

通过转换研究的对象,可将变力做功转化为恒力做功,用W=Flcosα求解,如轻绳通过定滑轮带动物体运动过程中拉力做功问题。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

比如:如图,定滑轮至滑块的高度为h,已知细绳的拉力为F(恒定),滑块沿水平面由A点运动至B点,滑块在初、末位置时细绳与水平方向倾角分别为α和β.不计滑轮质量及绳与滑轮间的磨擦.求滑块由A点运动到B点过程中,绳的拉力对滑块所做的功。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

绳子对物体的拉力方向发生改变,是一个变力,但绳子右端的拉力大小、方向均不变,是一个恒力,我们可以转化为绳子右端的拉力F做功,由于绳子两端的拉力大小是相等的,所以直接求绳子右端的拉力F做功即可。Qvn物理好资源网(原物理ok网)

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