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变力做功的求解方法!

时间:2017/8/1 9:13:21 点击:

  核心提示:前言:功的计算在中学物理中占有重要的地位,功的计算公式只适用于恒力做功的情况,对于变力做功的求解,一是将变力做功转化为恒力做功,有微元法、力的大小和路程的乘积法、图象面积法和平均力做功法;二是通过转换研究对象将变力做功的功化为恒力做功;三是利用功能关系求解,功是能的转化的量度,有动能定理求解法、机械...
前言:
功的计算在中学物理中占有重要的地位,功的计算公式只适用于恒力做功的情况,对于变力做功的求解,
一是将变力做功转化为恒力做功,有微元法、力的大小和路程的乘积法、图象面积法和平均力做功法;
二是通过转换研究对象将变力做功的功化为恒力做功;
三是利用功能关系求解,功是能的转化的量度,有动能定理求解法、机械能守恒定律求解法、功能原理求解法和功率求解法。

一、将变力做功转化为恒力做功
将变力化为恒力做功的常用方法就是微元法。根据微元法的原理,又可以演绎出一些其他方法。
1.微元法
就是把整个运动过程划分成很多个微元,整个过程中变力做功就等效于每个微元中恒力做功之和的一种方法。

2.力的大小和路程的乘积法
在曲线或往复运动中,力(如动摩擦力)的大小不变但方向可变,且此力的方向始终与物体的运动方向相同或相反,利用微元法,此力做的功可将其“视为”恒力做功,所做的功等于力的大小和总路程乘积,即W=FL.
3.图象面积法
当作用力F随位移l变化时,若给出F-l图象,根据微元法原理,可知力F所做的功等于力随位移的图象与坐标轴所包围的面积,且与坐标轴上方围成面积为正功,下方围成面积为负功.

4.平均力做功法
当力F的大小改变而方向不改变时,对于随位移l线性变化的力,由微元法力F所做的功可以取其平均值F=(F1+F2)/2,转化为求恒力F所的功。
二、转换研究对象化为恒力做功
变力做功直接求解时,通常都比较复杂,但若通过转换研究的对象时,有时可化为恒力做功,此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中。
三、利用功能关系求解
1.动能定理求解法如果物体受几个力作用,但只有一个力是变力做功,其他力为恒力做功或不做功,可用动能定理来求某个变力所做的功。
2.机械能守恒定律求解法
如果物体只受重力或弹力做功,机械能守恒,而弹力在做功的过程中是变力做功,此时可用机械能守恒定律来求解。

3.功能原理求解法
功是能量转化的量度,做功的过程就是能量转化的过程,因此我们可以从能量的转化角度来求某变力所做功。
4.功率求解法
如果已知变力的功率恒定和这个力的作用时间,就可以用功和功率的关系W=Pt求这个变力做的功。机车牵引力的功率常常用此法来求。
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运营老师:高考备考名师李仲旭.男.1970年8月生,中学高级教师,致力于高中物理教学和高考备考的研究工作,发表论文50余篇,其中发表在具有学术期刊上文章有15篇,出版物理专著15本,组织成立李仲旭名师工作室.名师工作室成员15人之多,全心探讨高考命题预测.努力编写物理原创试题,原创快速解题方法50多种.能够使考生解决—般选择题在1分钟之内快速解出.

作者:271933741 录入:271933741 来源:原创
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