破解变力功的计算一、考点突破知识点考纲要求题型分值变力做功的计算会计算变力的功选择题解答题6~8 分二、重难点提示重难点:研究对象和过程和求解方法的选取
一、微元法一些变力(大小不变、方向改变,如滑动摩擦阻力、空气阻力等)在物体做曲线运动或往复运动过程中,这些力虽然方向变,但每时每刻与速度共线,此时可化成恒力做功
方法是分段考虑,然后求和
二、力的平均值法如果力的方向不变,力的大小对位移按线性规律变化时,即 F=kl+b,,也就是说,变力 F 由 F1 线性地变化到 F2 的过程中所做的功等于该过程的平均力 ()所做的功
三、等值法等值法是若某一变力的功和某一恒力的功相等,则可以通过计算该恒力的功,求出该变力的功
由于恒力做功又可以用 W=Flcosa 计算,从而使问题变得简单
也是我们常说的:通过关连点,将变力做功转化为恒力做功
例如:某人用大小不变的力 F 拉着放在光滑水平地面上的物体,开始时与物体相连的绳与水平面的夹角为 α,当拉力 F 作用一段时间后,绳与水平面的夹角为 β,已知绳的高度 h,求绳的拉力 T 对物体做的功
假设滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计
由于 T 的方向时刻在改变,所以属于变力做功问题,但在不计摩擦的情况下,F 对绳做功就等于绳子对物体做功,并且 F 的大小方向都不变化,所以就可以变力做功转化为恒力做功
如图所示,所以四、用图象法求解变力做功如果能知道变力 F 随位移 x 变化的关系,我们可以先作出 F—x 关系图象,利用这个图象求变力所做的功,图象与坐标轴围成的面积表示功的数值
例如:一立方体木块,边长为 0
2 m,放在水中,恰好一半浮出水面处于静止状态,若水池深为 1 m,用力将木块慢慢推至池底,则这一过程中外力对物体做功多少
此过程可分为两部分,即木块全部进入水面之前和之后,做出施加在物体上外力随按压深度的图像,如下图,利用面积即可计算外