变力做功的六种常见计算方法

游学妈妈 2024-05-24 17:16:26
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变力做功的六种常见计算方法在高中阶段,力做功的计算公式是w=fscosα,但是学生在应用时,只会计算恒力的功,对于变力的功,高中学生是不会用的。下面介绍六种常用的计算变力做功的方法,希望对同学们有所启发。方法一:用动能定理求若物体的运动过程很复杂,但是如果它的初、末动能很容易得出,而且,除了所求的力的功以外,其他的力的功很好求,可选用此法。例题1:如图所示。质量为m的物体, 用细绳经过光滑的小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个数值f时,转动半径为r;拉力逐渐减小到0.25f时,物体仍然做匀速圆周运动,半径为2r,求外力对物体所做的功的大小。解析:当拉力为f时,小球做匀速圆周运动,f提供向心力,则f=mv12/r;当拉力为0.25f时,0.25f=mv22/2r。此题中,当半径由r变为2r的过程中,拉力f为变力,由f变为2f,我们可以由动能定理,求得外力对物体所做的功的大小w=0.5mv12—0.5mv22=0.25rf。方法二:用功率的定义式求若变力做功的功率和做功时间是已知的,则可以由w=pt来求解变力的功。例题2:质量为m=500吨的机车,以恒定的功率从静止出发,经过时间t=5min在水平路面上行使了s=2.25km,速度达到最大值v=54km/h。假设机车受到的阻力为恒力。求机车在运动中受到的阻力大小。轻弹簧一端与竖直墙壁连接,另一端与一质量为解析:由于重物做匀速直线运动,绳子的拉力是恒力,由功能关系知,重物的重力势能增加多少,拖车 20210311
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