物理中关于功的公式(物理中计算功的公式是什么)
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一.优点
物体做的功与路径无关,只与力和位移有关。1.工作的概念
一个物体受到一个力的作用。如果力的方向有位移,力就会对物体做功。
2.工作的两个要素
第一,必须有一个力作用在物体上,第二,物体必须在力的方向上发生位移。两个条件缺一不可,必须注意位移方向的力;位移是力的方向上的位移。
3.功的定义公式
W=FScos.
这个公式只能用来直接求解恒力对物体所做的功,而变力对物体所做的功不能用这个公式直接计算。
.公式中,S指物体对地面的位移。如果给定的位移不是对地位移,需要换算成对地位移再计算。
公式中,指作用在物体上的恒力F与物体对地面的正位移S之间的夹角。
所做的功与物体的运动形式无关,也就是说,当F,S,确定时,功W有一定值。
.功是一个过程量,是力在空间上的积累。
.公式中力f的单位是n;位移的单位是M,功的单位是焦耳(J)。
4.工作的积极和消极
举重就是在杠铃上做功。工作是标量,但有正负之分。功的正反,既不是大小,也不是方向,只是动力功或阻力功。在比较一个力对一个物体做了多少功的时候,只看功的大小,不考虑功的符号。
当0 <90,cos > 0时,w为正,即力对物体做正功,力是物体运动的原动力,增加了物体的能量。
当=90时,cos =0,w=0,这意味着力对物体不做功,力对物体既没有动力,也没有阻力。力不会改变物体的能量。
当> 90时,cos <0,w为负,力对物体做负功(或物体对阻力做反功)。力是物体运动的阻力,减少了物体的能量。
5.计算功的常用方法
(1)恒力做功
对于物体在恒力作用下的运动,求解力对物体的作用w=fs cos 。公式可以写成w=f (scos )=(fcos ) S.也就是说,功等于力和位移在力的方向上的乘积,或者功等于位移和力在位移方向上的乘积。恒力做功的特点是与实际路径无关,而是由起点和终点位置决定。
变力做功
压缩弹簧对物体所做的功是变力功。a .利用动能定理w= ek或函数关系w= e,即用能量的增量代替变力做功。(这种方法也可以计算恒力做功)
B.变力功率P不变时,可用W=PT做功,如机车恒功率启动时。
c .将变力功转化为恒力功。
(一)。当力的大小不变,方向始终与运动方向相同或相反时,这种力所做的功等于力与距离的乘积(不是位移)。比如滑动摩擦做的功,空气阻力做的功。
(b)当力的方向不变,大小随位移线性变化时,可先求出力对位移的平均值f=(f1+f2)/2,再计算w=fs cos ,如弹簧做功的弹力。
(c)作一个力F随位移S变化的图像,图像与位移轴围成的“面积”就是变力所做的功。
总功的算法。
(a)总功等于外力的功。
先计算物体的合力F,再根据W total=F结合Scos计算总功,但要注意应该是合力与位移s的夹角。
(二)。总功等于每个力所做的功的代数和
首先算出各力所做的功:w1=F11 cos1,w2=f2s2cos 2,w3=f3s3cos 3.然后,计算各外力做功的代数和,即:wTotal=w1+w2+w3+.
6.塞韦拉
判断作用在物体上的力是否对其做功,要把握两点:一是物体是否发生了位移;第二,位移是沿着力的方向还是有力的方向的分量。
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