第5章机械能及其守恒定律
物理方法|计算变力做功的五种方法
方法1:利用动能定理求变力做功
动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动,既适用于求恒力做功也适用于求变力做功.因使用动能定理可由动能的变化来求功,所以动能定理是求变力做功的首选.
方法2:利用微元法求变力做功
将物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和.此法在中学阶段,常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题.
方法3:化变力为恒力求变力做功
变力做功直接求解时,通常都比较复杂,但若通过转换研究对象,有时可化为恒力做功,用W=Flcos α求解.此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中.
方法4:利用平均力求变力做功
在求解变力做功时,若物体受到的力方向不变,而大小随位移呈线性变化,即力均匀变化时,则可以认为物体受到一大小为=的恒力作用,F1、F2分别为物体初、末态所受到的力,然后用公式W=lcos α求此力所做的功.
方法5:利用Fx图象求变力做功
在Fx图象中,图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移所做的功,且位于x轴上方的“面积”为正,位于x轴下方的“面积”为负,但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形).
用铁锤将一铁钉击入墙壁,设墙壁对铁钉的阻力与铁钉进入墙壁内的深度成正比.在铁锤击打铁钉第一次时,能把铁钉击入墙壁内1 cm.问铁锤击打铁钉第二次时,能将铁钉击入的深度为多少?(设铁锤每次做功相等)