变力做功问题巧解例析
李恒林
功是高中物理中的重要概念之一,它体现了力对物体的作用在空间上的累积过程,在高考考纲中属Ⅱ级要求.对功尤其是变力做功是高考考查热点,亦是学生学习的难点.对此类问题如何分析求解,也是体现对物理问题分析的一种思想方法,是学生应该重点掌握的内容,下面结合一个具体的问题进行相关分析.
通过上面的分析我们了解到,虽然对于变力做功一般要依定义式W= Fscos θ按微元法求解,但在简单情况下可依物理规律通过技巧的转化间接求解.这种求解方法可归结为:
(1)圖象法:如果参与做功的变力,方向与位移方向始终在同一直线上且大小随位移作线性变化,我们可作出该力随位移变化的图象,那么图线下方所围成的面积,即为变力做的功.
(2)动能定理法:在某些问题中,由于力F大小或方向的变化,导致无法直接由W=Fscos θ求变力F做功的值,如果物体受到的除某个变力以外的其他力所做的功均能求出,那么用动能定理就可以求出这个变力所做的功.
(3)功能关系法(等效法):能是物体做功的本领,功是能量转化的量度.由此,对于大小、方向都变化的变力F所做的功,可以通过对物理过程的分析,从能量转化多少的角度来求解.
功是高中物理中的重要概念之一,它体现了力对物体的作用在空间上的累积过程,在高考考纲中属Ⅱ级要求.对功尤其是变力做功是高考考查热点,亦是学生学习的难点.对此类问题如何分析求解,也是体现对物理问题分析的一种思想方法,是学生应该重点掌握的内容,下面结合一个具体的问题进行相关分析.
通过上面的分析我们了解到,虽然对于变力做功一般要依定义式W= Fscos θ按微元法求解,但在简单情况下可依物理规律通过技巧的转化间接求解.这种求解方法可归结为:
(1)圖象法:如果参与做功的变力,方向与位移方向始终在同一直线上且大小随位移作线性变化,我们可作出该力随位移变化的图象,那么图线下方所围成的面积,即为变力做的功.
(2)动能定理法:在某些问题中,由于力F大小或方向的变化,导致无法直接由W=Fscos θ求变力F做功的值,如果物体受到的除某个变力以外的其他力所做的功均能求出,那么用动能定理就可以求出这个变力所做的功.
(3)功能关系法(等效法):能是物体做功的本领,功是能量转化的量度.由此,对于大小、方向都变化的变力F所做的功,可以通过对物理过程的分析,从能量转化多少的角度来求解.