高中物理變力做功的解法總結(jié)

1、變力做功的解法一、化變力為恒力求變力功變力做功直接求解時(shí)，通常都比較復(fù)雜，但若通過(guò)轉(zhuǎn)換研究的對(duì)象， 有時(shí)可化為恒力做功，可以用W= Ficos ”求解.此法常常應(yīng)用于輕繩通過(guò)定滑輪拉物體的問(wèn)題中.1 .如圖所示，某人用大小不變的力 F拉著放在光滑水平面上的物體，開(kāi)始時(shí)與物體相連接的繩與水平面間的夾角是a,當(dāng)拉力F作用一段時(shí)間后，繩與水平面間的夾角為0已知圖中的高度是 h,求繩的拉力Ft對(duì)物體所做的功.假定繩的質(zhì)量、滑輪質(zhì)量及繩 與滑輪間的摩擦不計(jì).二、用平均力求變力功在求解變力功時(shí)，若物體受到的力的方向不變，而大小隨位移是成線性變化的，F(xiàn)i F2即力均勻變化時(shí)，則可以認(rèn)為物體受到一大小為F=-

2、2的恒力作用，F(xiàn)l、F2分別為物體初、末態(tài)所受到的力，然后用公式 W= "FICOS a求此力所做的功.2 .把長(zhǎng)為I的鐵釘釘入木板中，每打擊一次給予的能量為 E0,已知釘子在木板中遇到的阻 力與釘子進(jìn)入木板的深度成正比，比例系數(shù)為k.問(wèn)此釘子全部進(jìn)入木板需要打擊幾次？4三、用F-x圖象求變力功在F-x圖象中，圖線與x軸所圍 面積”的代數(shù)和就表示力 F在這段位移所做的功，且 位于x軸上方的 面積”為正，位于x軸下方的 面積”為負(fù)，但此方法只適用于便于求圖 線所圍面積的情況.典例3放在地面上的木塊與一輕彈簧相連，彈簧處于自由伸長(zhǎng)狀態(tài).現(xiàn)用手水平拉 彈簧，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng) xi=0.2

3、m時(shí)，木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)拉彈簧，木塊緩慢移動(dòng)了 x2= 0.4 m的位移，其F-x圖象如圖所示，求上述過(guò)程中拉力所做的功.四、用動(dòng)能定理求變力功動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)，既適用于求恒力功也適用于求變 力功.因使用動(dòng)能定理可由動(dòng)能的變化來(lái)求功，所以動(dòng)能定理是求變力功的首選.4 .如圖甲所示，一質(zhì)量為m = 1 kg的物塊靜止在粗糙水平面上的 A點(diǎn)，從t=0時(shí)刻開(kāi)始物 塊受到如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F的作用并向右運(yùn)動(dòng)，第3 s末物塊運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)時(shí)速度剛好為0,第5 s末物塊剛好回到 A點(diǎn)，已知物塊與粗糙水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(1=0.2，求:(g= 10 m/s2)(1)A與B間

4、的距離;(2)水平力F在前5 s內(nèi)對(duì)物塊做的五、利用微元法求變力功將物體的位移分割成許多小段，因小段很小，每一小段上作用在物體上的力可以 視為恒力，這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無(wú)數(shù)多個(gè)無(wú)窮小的位移上的恒力所做元功的代 數(shù)和.此法在中學(xué)階段，常應(yīng)用于求解力的大小不變、方向改變的變力做功問(wèn)題.5 .如圖所示，半徑為 R,孔徑均勻的圓形彎管水平放置，小球在管內(nèi)以足夠大的初速度 在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的一周內(nèi)，小球與管壁間的摩擦力大小恒為Ff,求小球在運(yùn)動(dòng)的這一周內(nèi)，克服摩擦力所做的功.變力做功的解法的答案11rw- f-h s-訪2 .在把釘子打入木板的過(guò)程中，釘子把得到的能量用來(lái)克服阻力做功

5、，而阻力與釘子 進(jìn)入木板的深度成正比，先求出阻力的平均值，便可求得阻力做的功.釘子在整個(gè)過(guò)程中受到的平均阻力為：0+kl klF =-F 22, 1釘子克服阻力做的功為：Wf= Fl= "kl2設(shè)全過(guò)程共打擊 n次，則給予釘子的總能量：£總=門(mén)£0=22,所以 n=2E3 .由F-x圖象可知，在木塊運(yùn)動(dòng)之前，彈簧彈力隨彈簧伸長(zhǎng)量的變化是線性關(guān)系，木 塊緩慢移動(dòng)時(shí)彈簧彈力不變，圖線與橫軸所圍梯形面積即為拉力所做的功，1即 W=2X (0.6 0.4) X40 j0 J.1 24. (1) A與B間的距離為 x=2at2=4 m.(2) W=2 mgx max= 24 J.5.將小球運(yùn)動(dòng)的軌跡分割成無(wú)數(shù)個(gè)小段 ，設(shè)每一小段的長(zhǎng)度為 Ax,它們可以近似看成直 線，且與摩擦