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1、变力做功的计算,变力做功的计算(1)将变力做功转化为恒力做功。分段法:力在全程是变力,但在每一个阶段是恒力,这样就可以先计算每个阶段的功,再利用求和的方法计算整个过程中变力做的功。,例一:以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F,则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为,微元法:当力的大小不变,力的方向时刻与速度同向(或反向)时,把物体的运动过程分为很多小段,这样每一小段可以看成直线,先求力在每一小段上的功,再求和即可。例如,滑动摩擦力、空气阻力总与物体相对运动的方向相反,可把运动过程细分,其中每一小段都是恒力做功,整个运动过程中所做的总功
2、是各个阶段所做功的和,即力与路程的乘积。,例1、用水平拉力,拉着滑块沿半径为R的水平圆轨道运动一周,如图1所示,已知物体的质量为m,物体与轨道间的动摩擦因数为。求此过程中的摩擦力所做的功。,分析解答:把圆轨道分成无穷多个微元段S1,S2,S3,Sn.摩擦力在每一段上可认为是恒力,则每一段是摩擦力的功分别,摩擦力在一周内所做的功。,转换研究对象法:如图411所示,人站在地上以恒力拉绳,使小车向左运动,求拉力对小车所做的功。拉力对小车来说是个变力(大小不变,方向改变),但仔细研究,发现人拉绳的力却是恒力,于是转换研究对象,用人对绳子所做的功来求绳子对小车做的功。,图411,人在A点拉着绳通过光滑的
3、定滑轮,吊起质量m50kg的物体,如图5所示,开始绳与水平方向的夹角为60度,当人匀速地提起物体由A点沿水平方向运动2m而到达B点,此时绳与水平方向成角30度,求人对绳的拉力所做的功。,解析:人对绳的拉力大小虽然始终等于物体的重力,但方向却时刻在变化,无法利用恒力公式直接求出人对绳的拉力所做的功,若转换研究对象就不难发现,人对绳的拉力所做的功与绳对物体的拉力所做的功相同,而绳对物体的拉力是恒力,,故设滑轮离地面的高度为h,则 人由A走到B的过程中,物体G上升的高度等于滑轮右侧的绳子增加的长度,即,人对绳子做的功为,平均值法:当力的方向不变,大小随位移按线性规律变化时,可先求出力对位移的平均值,再由W xcos 计算功,用铁锤将一铁钉击入木块,设阻力与钉子进入木板的深度成正比,已知铁锤第一次将钉子钉进的深度为d,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,则第二次击钉子进入木板的深度为多少?,图412,