功的定义及其在物理题中的五种典型求法
高中物理是在高一下学期中期讲功的相关概念的。在这里笔者把功的定义与计算方法给大家做一个总结。
功的定义:力的空间积累效应,其定义式为W=Fscosθ。其中θ是F与s的夹角。
功与位移相对应,通常这个位移是以地面为参考系的(当然位移总是和时间相对应)。
在大量的物理题目中涉及到的功、能的计算。“某个力做的功”的求法仅有如下5种:
(1)按照功的定义求功。即:W=Fscosθ。 在高中,这种方法只适用于恒力做功。一般在计算的时候是把F向s投影。这种方法也可以说成:功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。
(2)用动能定理W=ΔEk求功。当F为变力时,往往用这种方法求功。文章源于王尚物理博客典型的应用,便是汽车爬坡的模型。这里用动能定理计算求得的功是该过程中外力对物体做的总功之和(在计算的时候注意正、负性)。
(3)利用F-s图象或P-v图象曲线下的面积求功(一定注意x轴下方的问题)。
(4)利用功与功率的关系(W=Pt)计算,一般P为恒量;或为分段恒量,当然这时要分段计算。
(5)用系统的能量守恒或功能关系来求,这个求法里面要讲解的知识很多,就不在这里逐一说明了。要是有问题,请查看功能关系。
还有一种求法,那就是利用微积分来求,在数学上求功的公式为W=∫Fdx;注意,这里的F与dx是一条直线上的。
也许看到本文的很多高三同学会发现,原来关于功的概念还有这么多知识和可总结的地方。这说明我们的课本内容还有待我们进一步飞分析。复习过程中,如何把物理题中的概念回归课本是一个学问。
推荐阅读:
王尚微信公众号teacherws | 点击这里,看我的免费教学视频。扫下图识别二维码,添加我微信公众号,交流学习问题,有问必答知无不言!