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中学物理:功和功率的计算,求变力做功的几种方法

更新时间:2023-12-07 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

功和功率的估算1、求变力做功的几种方式fWY物理好资源网(原物理ok网)

功的估算在高中数学中占有非常重要的地位,小学阶段所学的功的估算公式W=只能用于恒力做功情况,对于变力做功的估算则没有一个固定公式可用,本文对变力做功问题进行归纳总结如下:fWY物理好资源网(原物理ok网)

(1)等值法fWY物理好资源网(原物理ok网)

等值法即若某一变力的功和某一恒力的功相等,则可以同过估算该恒力的功,求出该变力的功。而恒力做功又可以用W=估算,进而使问题显得简单。fWY物理好资源网(原物理ok网)

(2)、微元法fWY物理好资源网(原物理ok网)

当物体在变力的作用下编曲线运动时,若力的方向与物体运动的切线方向之间的倾角不变,且力与位移的方向同步变化,可用微元法将曲线分成无限个小元段,每一小元段可觉得恒力做功,总功即为各个小元段做功的代数和。fWY物理好资源网(原物理ok网)

三、平均力法fWY物理好资源网(原物理ok网)

假如力的方向不变,力的大小对位移按线性规律变化时,可用力的算术平均值(恒力)取代变力,借助功的定义式求功。fWY物理好资源网(原物理ok网)

(4)、图象法(5)、能量转化法求变力做功fWY物理好资源网(原物理ok网)

功是能量转化的量度,已知外力做功情况可估算能量的转化,同样按照能量的转化也可求外力所做功的多少。因而按照动能定律、机械能守恒定理、功能关系等可从能量改变的角度求功。fWY物理好资源网(原物理ok网)

①、用动能定律求变力做功fWY物理好资源网(原物理ok网)

动能定律的内容是:外力对物体所做的功等于物体动能的增量。它的表达式是W外=ΔEK,W外可以理解成所有外力做功的代数和,假如我们所研究的多个力中,只有一个力是变力,其余的都是恒力,但是这种恒力所做的功比较容易计fWY物理好资源网(原物理ok网)

算,研究对象本身的动能增量也比较容易估算时,用动能定律就可以求出这个变力所做的功。fWY物理好资源网(原物理ok网)

③、用功能原理求变力做功fWY物理好资源网(原物理ok网)

做功公式适用条件_做功公式_求做功公式fWY物理好资源网(原物理ok网)

功能原理的内容是:系统所受的外力和内力(不包括重力和弹力)所做的功的代数和等于系统的机械能的增量,倘若这种力中只有一个变力做功,且其它力所做的功及系统的机械能的变化量都比较容易求解时,就可用功能原理求解变力所做的功。fWY物理好资源网(原物理ok网)

④、用公式W=Pt求变力做功fWY物理好资源网(原物理ok网)

机械能及机械能守恒定理的应用一、对机械能守恒定理的理解fWY物理好资源网(原物理ok网)

1、对机械能中的重力势能的理解fWY物理好资源网(原物理ok网)

机械能中的重力势能是一个相对值,只有选取了零势能参考面才有物体相对于零势面的重力势能。在机械能守恒关系式中初、末两状态的机械能应相对于同一参考面。fWY物理好资源网(原物理ok网)

2、对机械能守恒定理条件的理解fWY物理好资源网(原物理ok网)

对机械能守恒定理创立条件的理解关系到能够正确应用该定理,对该定理的理解可从以下两个方面:fWY物理好资源网(原物理ok网)

(1)、从力做功的角度理解机械能守恒定理创立的条件。fWY物理好资源网(原物理ok网)

对某一物体,若只有重力(或弹簧的弹力)做功,其它力不做功,则该物体的机械能守恒。fWY物理好资源网(原物理ok网)

(2)、从能量转化的角度理解机械能守恒定理创立的条件。fWY物理好资源网(原物理ok网)

对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能互相转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转弄成其它方式的能(如没有热能形成)做功公式,则系统的机械能守恒。fWY物理好资源网(原物理ok网)

3、对于机械能守恒定理中“守恒”的理解。fWY物理好资源网(原物理ok网)

正确理解机械能守恒定理中“守恒”的含义,对于正确写出守恒的物理表达式非常重要,同时对守恒的理解不同,其对应的物理表达式也不同。对守恒的理解主要有以下三种:fWY物理好资源网(原物理ok网)

(1)、所谓守恒即系统的初态的总机械能E1等于末态的总机械能E2,其相应的物理表达式为:E1=E2。fWY物理好资源网(原物理ok网)

(2)、系统的机械能守恒可理解为系统的能量只在动能和重力势能之间互相转化。系统重力势能的变化量和系统动能的变化量数值大小相等做功公式,即ΔEp=-ΔEk。fWY物理好资源网(原物理ok网)

求做功公式_做功公式_做功公式适用条件fWY物理好资源网(原物理ok网)

(3)、如果系统是有A、B两个物体组成的,对于机械能守恒可理解为系统的机械能只在A、B两物体之间互相转化,A物体的机械能的变化量和B物体的机械能的变化量数值大小相等,即ΔEA=-ΔEB。fWY物理好资源网(原物理ok网)

二、机械能守恒定理的应用fWY物理好资源网(原物理ok网)

1、物体运动中的机械能守恒fWY物理好资源网(原物理ok网)

2、变质量问题中的机械能守恒fWY物理好资源网(原物理ok网)

3、多物体组成的系统的机械能守恒问题fWY物理好资源网(原物理ok网)

4、弹簧问题中的机械能守恒fWY物理好资源网(原物理ok网)

功能关系fWY物理好资源网(原物理ok网)

1、常见力做功与能量变化的对应关系fWY物理好资源网(原物理ok网)

①重力功:重力势能和其他能互相转化②弹簧的弹力做功:弹性势能和其他能互相转化fWY物理好资源网(原物理ok网)

③滑动磨擦力做功:机械能转化为内能④电场力做功:电势能与其他能互相转化fWY物理好资源网(原物理ok网)

⑤安培力做功:电能和其它方式能互相转化fWY物理好资源网(原物理ok网)

⑥分子力做功:分子势能和分子动能之间的能的转化fWY物理好资源网(原物理ok网)

⑦合外力做功:动能和其他方式能之间的转化fWY物理好资源网(原物理ok网)

⑧重力、弹力外的其他力做功:机械能和其他方式能之间的转化fWY物理好资源网(原物理ok网)

2、功是能量的转化的量度W=ΔEfWY物理好资源网(原物理ok网)

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