克服重力做功的公式是什么?

Question

如题所述

Answer 1

计算克服重力做功：用重力与其克服重力运动距离的乘积，W=Gh。

竖直向上运动或有竖直向上分运动时，重力与运动方向相反做负功，此时运动物体须做功消耗能量以支持重力势能增加，此过程即为克服重力做功。

例题：一个重500N的物体，受到一个力，垂直向上移动2m，问此时力克服重力做功的大小。

W=Gh=500N*h=1000J。

则此时克服重力做功为100J。

变力所做的功

我们知道的公式 W=FS 仅对做功过程中F大小和方向不变的情况下才是正确的，那么在做功过程中F的大小或方向是变化的情况下，功的大小应该如何计算？在这种情况下，中学阶段我们有四种方法解决变力做功问题。

一、平均值法：此法适用于力的方向不变，大小随位移（时间）成线性关系时，例如某个力F施加在物体上，F=kx，则W=（F1+F2）s/2。

二、微元法：此法适用于力的大小不变，方向变化时，应将位移S细分为许多微小位移dS ，在每段 dS上可近似认为F的方向是不变的，这样F在这段dS上所做的功dW仍可表示为 dW=FdS, 力在每段dS上所做的功dW累加起来就可得到F在整段位移S上所做的功W 。

在大学阶段，常用微积分来解决变力做功问题，则在dS位移上，力F的大小和方向近似不变，积分可得变力所做的功。

三、等效替代法：此法适用于某变力所做的功和某个恒力的做的功相等时。

四、图像法：画出F-S图像，则图像所包围的面积就是力所做的功，常用于力与位移成线性关系时。