用捶打击钉子时，是否做功了吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-05-07 11:37 标签： 做功了吗
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用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比。在铁锤击第一次时，能把铁钉击入木块内1 cm。问击第二次时，能击入多少深度？（设铁锤每次做功相等）
题型：问答题难度：偏易来源：不详
0.41m考查对功概念的理解能力及理论联系实际抽象建立模型的能力。B级要求。错解分析：（1）不能据阻力与深度成正比这一特点，将变力求功转化为求平均阻力的功，进行等效替代。（2）不能类比迁移，采用类似据匀变速直线速度-时间图象求位移的方式，根据F-x图象求功。解题方法与技巧：解法一：（平均力法）铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做的功，但摩擦阻力不是恒力，其大小与深度成正比，比例系数为K。第一次击入深度为x1，平均阻力=kx1，做功为W1=x1=kx12。第二次击入深度为x1到x2，平均阻力=k（x2+x1），位移为x2-x1，做功为W2=（x2-x1）= k（x22-x12）。两次做功相等：W1=W2。解后有：x2=x1="1.41" cm，Δx="x2-x1=0.41" cm。解法二：（图象法）因为阻力F=kx，以F为纵坐标，F方向上的位移x为横坐标，作出F-x图象（图4-4）。曲线上面积的值等于F对铁钉做的功。由于两次做功相等，故有：S1=S2（面积），即：&kx12=k（x2+x1）（x2-x1），所以Δx="x2-x1=0.41" cm
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据魔方格专家权威分析，试题“用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的..”主要考查你对&&功，功率&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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1、功的定义：力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量。 2、功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上发生的位移。 3、功的定义式：W=Fscosα，其中F是恒力，s是作用点的位移，α是力与位移间的夹角（功的单位焦耳，简称焦，符号J）。4、功的计算 ①恒力的功可根据W=FScosα进行计算，本公式只适用于恒力做功； ②根据W=P·t，计算一段时间内平均做功； ③利用动能定理计算力的功，特别是变力所做的功； ④根据功是能量转化的量度反过来可求功。 力做功情况的判定方法：
一个力对物体做不做功，是做正功还是做负功，判断的方法是： (1)看力与位移之间的夹角，或者看力与速度之间的夹角：为锐角时，力对物体做正功；为钝角时，力对物体做负功；为直角时，力对物体不做功。 (2)看物体间是否有能量转化：若有能量转化，则必定有力做功。此方法常用于相连的物体做曲线运动的情况。变力做功的求法：
公式只适用于求恒力做功，即做功过程中F的大小、方向始终不变。而实际问题中变力做功是常见的，如何解答变力做功问题是学习中的一个难点。不能机械地套用这一公式，必须根据有关物理规律通过变换或转化来求解。 1．用求变力做功如果物体受到的力方向不变，且大小随位移均匀变化，可用求变力F所做的功。其平均值大小 为，其中F1是物体初态时受到的力的值，F2是物体末态时受到的力的值。如在求弹簧弹力所做的功时，再如题目中假定木桩、钉子等所受阻力与击入深度成正比的情况下，都可以用此法求解。 2．用微元法(或分段法)求变力做功变力做功时，可将整个过程分为几个微小的阶段，使力在每个阶段内不变，求出每个阶段内外力所做的功，然后再求和。当力的大小不变而方向始终与运动方向间的夹角恒定时，变力所做的功形：其中s是路程。3．用等效法求变力做功若某一变力做的功等效于某一恒力做的功，则可以应用公式来求。这样，变力做功问题就转化为了恒力做功问题。4．用图像法求变力做功存F—l图像中，图线与两坐标轴所围“面积”的代数和表示F做的功，“面积”有正负，在l轴上方的“面积”为正，在l轴下方的“面积”为负。5．应用动能定理求变力做功如果我们所研究的问题中有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能变化量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功。 6．利用功能关系求变力做功在变力做功的过程中，当有重力势能、弹性势能以及其他形式的能量参与转化时，可以考虑用功能关系求解。因为做功的过程就是能量转化的过程，并且转化过程中能量守恒。7．利用W=Pt求变力做功这是一种等效代换的观点，用W=Pt计算功时，必须满足变力的功率是恒定的。若功率P是变化的，则需用计算，其中当P随时间均匀变化时，。功率：
1、功率的定义：功与完成这些功的所用时间的比值叫做功率，功率是表示力做功快慢的物理量，是标量。2、功率的定义式：，所求出的功率是时间t内的平均功率（功率的单位瓦特，简称瓦，符号W）。3、功率的计算①，表示时间t内的平均功率，不管是恒力做功，还是变力做功，都适用。 ②P=Fvcosθ，其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法： 求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率； 当v为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移（时间）内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。 4、机车功率问题：交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率。①以恒定功率P启动：机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动，后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动；②以恒定牵引力F启动：机车先作匀加速运动，当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F，而后开始作加速度减小的加速运动，最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
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16087016420417511316727495575340533变力做功_百度文库
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