高中阶段计算功的常见方法

1、功的定义
功(work),是物理学中表示力对物体作用的空间的累积的物理量,功是标量,其大小等于力与其作用点位移的标积,国际单位制单位为焦耳。
功w等于做功的两个必要因素:作用在物体上的力f和物体在力的方向上的分位移l的乘积。即:w =fl。
如果研究对象可以看作质点,l表示研究对象的对地位移。否则,l表示研究对象“受力点”的对地位移。
若物体的位移为l,位移与某一个作用力的夹角为θ,那么这个力做的功w=fl=|f|·|l|cosθ=f l cosθ
要注意力f和位移s或l时,要注意它们都为矢量,满足矢量的数乘运算法则,而不能直接相乘,及w=fl=|f|·|l| cosθ=f l cosθ (此处f与l表示力和位移的大小)
如果力和物体移动的距离相互垂直(θ=90°),也就是物体在力的方向上分位移为零,那么这个力就没有对物体做功。
2、功的计算(讨论力与位移夹角为0或180度情况,其他类似)
a、公式法 w=fl,要求物体受到恒力作用。
b、变力做功计算
1)大小不变,方向与位移(速度)总相反的力,如滑动摩擦力、大小恒定的空气阻力等,功的计算变成:功等于力与路程的乘积。
2)力的方向不变,大小随位移均匀变化时,功的计算变成:功等于平均作用力与位移的乘积,如弹簧弹力做功问题。
3)用f-l图像包围的“面积”表示功。
4)动能定理、功能关系计算功。
5)w=pt,机车以恒定的功率运行时该公式有效。


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