在高中阶段,平均作用力就是力的平均值,如果是恒力,平均值就是恒力本身。如果是变力,平均值就是在某段时间或者某段位移内的平均值。之所以探讨平均作用力,其实是有的题目当中,用平均作用力去代替一段时间或者一段位移内同样的作用效果。说白了,我们就是要用一个恒力去代替变力,而这个恒力就是我们要求的平均作用力。
由于在高中阶段,我们还并不具备微积分的计算方法,所以我们只能利用动能定理或者动量定理去求解平均作用力。为什么可以用这两个定理去求解呢?就是因为这两个定理,可以忽略具体过程,而只与初末状态有关系。
具体来说我们知道力乘时间等于冲量。如果在某段时间里,力是变力,就不能直接用高中的公式冲量=力×时间。但是,如果能用一个恒力来代替这个变力,使它们是等效的(即两个力在这段时间里产生的冲量是相等的),那就称在这段时间里,这个恒力是这个变力平均作用力。也就是说,平均作用力与时间的乘积,恰好等于这段时间内物体动量的改变。
我们也知道力乘位移等于功。如果在某段位移上,力是变力,那么要直接用功=力×位移的方法来求功,需要用高等数学的知识。但如果能用一个恒力来乘以这段位移,使其乘积等于实际的功,那么,就说这个恒力是这个变力在这段位移上的平均作用力。也就是说,平均作用力与位移的乘积,恰好等于这段时间内物体动能的改变。
在高中阶段求解平均作用力,就这两种思路和方法,所以一般来说,这类题目只要你知道这个思路就相对来说比较简单。
但是我们确实需要掌握这种等效思想,等效思想的运用在很多知识点当中都有体现,希望我们牢牢的树立这个观点。
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