看看如何提高自己彈力做功公式,然后幫助你的朋友
【標題】
彈簧力所作的功能不能直接用=Fx=kx2來表示?彈簧力所作的功與路徑有關嗎?圖解法和微元法可以幫助我們解決上述問題。
【例子】
如圖1所示,小球連接一根剛度常數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,彈簧的另一端固定不動。小球從彈簧原長時的O點被拉到A點彈力做功公式,彈簧伸長量為x。在計算此過程中彈簧力所作的功時,A同學直接用=Fx=kx2。他的理由是“功的計算公式為W=Fx,根據(jù)胡克定律F=kx,可得=kx2”。請判斷A同學的做法是否正確,并說明理由。
【分析】
學生A的做法是錯誤的。
這是因為只有恒定力做功才可以用=Fx直接求解,而彈簧力是變力,不能直接施加;而且彈簧力的方向與位移方向相反,所以彈簧力做負功。
正確的解決方案是:
類比勻加速直線運動位移的解法(微分法,如圖2所示),將彈簧變形過程無限分解,將變力功轉化為恒力功(如圖3所示)。當O點移動到A點時,彈簧力F隨變形量x變化,彈簧力做負功。那么Fx圖下三角形面積的相反數(shù)就代表彈簧力所做的總功,即
。
【擴張】
上一題是把小球從O點直接拉到A點,如果把上一題的小球先從O點拉到B點,再拉到A點網(wǎng)校頭條,如圖4所示,在這個過程中,彈簧力做了多少功?彈簧力做的功和把小球直接拉到A點做的功相等嗎?這說明什么?
【分析】
審稿人:張春麗、施亞普