处理变力做功的多变性问题

• 作者: 方克俭
• 来源期刊: 高中生
• 学科: 教育
• 年，卷（期）: gzsgk_2005,（13）
• 页码范围: 14-15
• 页数: 2页
• 分类号: G63

摘要

恒力做功可用公式W=Fscosα来求解,但如果是变力做功,即力的大小或方向在做功过程中发生了变化,就不能简单套用该公式了.那么,在高中知识范围内如何处理有关变力做功的问题呢?下面结合例题谈谈解决变力做功问题的七种方法.一、利用动能定理求解例1如图1所示,在一光滑水平桌面的中心开一小孔O,穿过一条细绳,当在其下端用力F竖直向下拉时,另一端所系的小球恰好在水平面上做半径为r的匀速圆周运动.现慢慢地增大拉力,使小球运动半径逐渐减小,当拉力由F变为8F时,小球运动轨迹半径由r变为r2.在此过程中,拉力对小球所做的功是A.0B.4FrC.3.5FrD.1.5Fr解析本题中小球受到的拉力不仅方向变化,而且大小变化,但学生容易误认为力F始终与小球的速度v垂直,不做功.实际上力由F变为8F的过程中,小球已不是沿圆周轨道运动,力F与速度v夹角小于90°,但力F所做的功无法用W=Fscosα求出.要求此功,必须借助匀速圆周运动规律和动能定理.由圆周运动知识可求出小球运动轨迹半径为r时的动能和所受的向心力,即F=mv12r,∴Ek1=21mv12=12Fr.同理可求出小球运动半径为r2时所受的向心力和动能,即8F=mv22r2,∴...