变力做功得计算公式适用于恒力功得计算,对于变力做功得计算,一般有以下几种方法
一、微元法对于变力做功,不能直接用进行计算,但就是我们可以把运动过程分成很多小段,每一小段内可认为F就是恒力,用求出每一小段内力F所做得功,然后累加起来就得到整个过程中变力所做得功
这种处理问题得方法称为微元法,这种方法具有普遍得适用性
但在高中阶段主要用于解决大小不变、方向总与运动方向相同或相反得变力得做功问题
例 1、 用水平拉力,拉着滑块沿半径为 R 得水平圆轨道运动一周,如图 1 所示,已知物块得质量为 m,物块与轨道间得动摩擦因数为
求此过程中摩擦力所做得功
图1思路点拨:由题可知,物块受得摩擦力在整个运动过程中大小不变,方向时刻变化,就是变力,不能直接用求解;但就是我们可以把圆周分成无数小微元段,如图 2 所示,每一小段可近似成直线,从而摩擦力在每一小段上得方向可认为不变,求出每一小段上摩擦力做得功,然后再累加起来,便可求得结果
图 2正确解答:把圆轨道分成无穷多个微元段,摩擦力在每一段上可认为就是恒力,则每一段上摩擦力做得功分别为,,…,,摩擦力在一周内所做得功
误点警示:对于此题,若不加分析死套功得公式,误认为位移 s=0,得到W=0,这就是错误得
必须注意本题中得 F 就是变力
小结点评:对于变力做功,一般不能用功得公式直接进行计算,但有时可以根据变力得特点变通使用功得公式
如力得大小不变而方向总与运动方向相同或相反时,可用计算该力得功,但式子中得 s 不就是物体运动得位移,而就是物体运动得路程
[发散演习]如图 3 所示,某个力 F=1 0N 作用于半径 R=1m 得转盘得边缘上,力 F 得大小保持不变,但方向任何时刻与作用点处得切线方向保持一致
则转动半圆,这个力F做功多少
图 3答案:31、4J
二、图象法在直角坐标系中,用纵坐标表示作用在物体上得力F,横坐标表示物体在力得