在高中物理必修二《机械能守恒定律》这一章当中,学的第一个概念就是“功”,当中提到一个重要的结论:公式能量转化的量度。它的意思是:一个力对物体做了多少功,那么其对应的能量就改变多少。所以要研究能量变化问题,就必须掌握好如何求做功的问题。
人对杠铃的拉力做功
今天小编就带领童鞋们,梳理总结一下,高中物理中关于功的各种求法。
谁做功多呢?
1、定义公式法:
就是直接利用功的定义:W=Fscosθ,计算求解。
在求解过程中需要注意的是公式中的θ是力F与位移s之间的夹角,题目中给出的角度可能不是力与位移的夹角,一定要找准力与位移的夹角。
需要指出的是,定义公式法计算做功有一定的局限性,它只能用来求恒力做功。
另外,在恒力做功当中,还涉及到求总功的问题,关于总功的计算,有两个办法:
(1)先求合力再求合力做功。(此方法基本不用)
(2)先求每个力做功再求代数和。(几乎所有的题用此方法求总功)
2、动能定理法:
动能定理是指:合力对物体做的总功,等于物体动能变化量。
公式:
动能定理是高中物理中应用最广泛的一个规律,而且动能定理还有一个相当不错的特点,就是其应用范围广泛,几乎没有任何限制条件。不论是恒力还是变力,不论是直线运动还是曲线运动,都可以用动能定理解决。
应用动能定理计算的是所有力对物体做的总功。
3、力与位移图像法:
要想使用图像法求做功,首先得有图像,所以这个方法只适用于有此图像的题目。
根据功的公式,如果力的方向与位移的方向相同时,公式可简化为W=Fs,
所以在图像中我们可以用图像所围成的面积大小,代表功的大小。
比如下图中的F-x图像,图像所围成的半圆的面积即为力F所做的功。
4、功率定义法:
此方法是利用功率定义式求做功的,即W=Pt,功率与时间的乘积就是功的大小。其优点就是既可以求恒力做功,也可以求变力做功,但是功率必须是恒定的。
5、功能关系法:
因为功是能量转化的量度,所以要想求功的大小,可以先用其他的方法求出该功对应的能量变化的大小,这个能量变化的大小即为该力做功的大小。
结 束
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