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能量轉化角度的分析

生活 更新时间:2025-01-10 23:45:34

能量轉化角度的分析?功是用來比較能量轉換多少的一個量度,類似與比較長短距離的米一樣功的計算是數學向量的點乘知識的實際運用,功是後面的動能定理機械能守恒學習的基礎,現在小編就來說說關于能量轉化角度的分析?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!

能量轉化角度的分析(能量轉化的量度)1

能量轉化角度的分析

功是用來比較能量轉換多少的一個量度,類似與比較長短距離的米一樣。功的計算是數學向量的點乘知識的實際運用,功是後面的動能定理機械能守恒學習的基礎。

1.功的概念:一個物體受到力的作用,并在力的方向上又發生了一段位移,這個力就對物體做了功

2.做功條件:①物體受到力的作用②物體在這個力的方向上發生位移

分析下面三個例子,看其中的力有沒有做功?

例一:人用一個向前的推力推一笨重的物體而沒有推動,推力做功了嗎?

例二:在極光滑的水平冰面上滑動的木塊,重力做功如何?

例三:一小球從某一高度自由下落,重力有沒有做功?

除了例三滿足做功條件重力做功外,例一例二中的力都不做功

3.計算公式:W=F·LCosα

初中學功時,力和位移方向在一條直線上,計算功用W=F·L,那當力與位移不在同一條直線上時,怎樣求此力做的功?這時我們要用到之前學過的矢量分解的知識了。假設力和位移從同一點出發且夾角為α,既然這兩個矢量不在一條直線上那麼就把其中任意一個分解到另一個矢量的方向上,我們以把力分解到位移的方向上為例,把力沿位移方向分解為F1和垂直位移方向分解F2,由做功條件可知,力F2不做功,分解完我們再進行計算時會得到這個公式W=F·LCosα(α是位移和力必須是從同一點出發的兩個向量的夾角) 這個公式就是數學上的向量點乘,數學上我們知道兩個向量點乘,我們會得到一個常數,而非是一個新的矢量,因此我們可知功是标量而非矢量,功的正負不代表方向

下圖所示的四幅圖中α角各是多少?

甲乙丙丁α角分别為 30、 150 、30 、0

明确公式W=F·LCosα各量意義。F━力的大小,L━位移的大小,α━力的方向和位移方向的夾角。

4功的正負代表意義

由上圖可知,拉力F做的功結果有正有負,聯想數學上的向量點乘,正負功代表意義?

①從公式上看α>90°時,Cos<α0,W<0 ,即力和物體位移間夾角大于90°時,力對物體做負功。

從公式上看α<90°時,Cosα>0,W>0 ,即力和物體位移間夾角小于90°時,力對物體做正功。

②從動力學觀點看,力F是阻力,對物體運動起阻礙作用,力F做負功。

從動力學觀點看,力F是動力,對物體運動起推動作用,力F做正功。

強調:功是标量,正負号不表示方向

5總功

求總功有兩種方法:

①把各個力分别對物體做功代數和累加W總=w1 w2 w3 w4 ....

②先求出這幾個力的合力F合,再運用公式W總=F合·LCosα計算

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