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中学物理接触过平均速度,进一步又涉及平均力、平均功率、分子平均动能、平均电动势、平均电流以及实验中多次重复过程再取平均值等.对于对某段过程或某个整体取平均值,就能在很大程度上简化计算,找到方便捷径.但反过来讲必然显得粗糙而不严密,而且有时还可能把一些本质问题掩盖起来,如曲线运动的平均速度和交变电流的平均值之类,所以有必要适当加以分析.
1取平均值的对象
物理过程的进行,时间推移,取平均值是t还是s?多数场合是某物理量对时间取平均值,如平均速度,如,常见的质量m=0.5 kg的强力型茶杯,从h=5 m高自自由落下,砸在地面上经Δt=0.1 s而安然停下,g取10m/s2,如图1,求地面对茶杯的平均作用力.“利用动量定理可得(F-mg)Δt=m2gh.F=mg m2gh/Δt=55 N.因为冲量是力的时间的积累,所以这
是力相地时间所取的平均值.
现在换一个模型,如图2,质量为m的锥形桩,从高度h处自由落下,插进泥池中,泥对桩的阻力与插泥地对桩的阻力与插入深度成正比,可表为f=kx,求插入深度d.本题需用动能定理W总=ΔEk求解,而功是力对位移的积累,故变阻力应对位移取平均值,幸喜f随x均匀增加,故
f=f初 f末2=12kd
mgd-12kd
1取平均值的对象
物理过程的进行,时间推移,取平均值是t还是s?多数场合是某物理量对时间取平均值,如平均速度,如,常见的质量m=0.5 kg的强力型茶杯,从h=5 m高自自由落下,砸在地面上经Δt=0.1 s而安然停下,g取10m/s2,如图1,求地面对茶杯的平均作用力.“利用动量定理可得(F-mg)Δt=m2gh.F=mg m2gh/Δt=55 N.因为冲量是力的时间的积累,所以这
是力相地时间所取的平均值.
现在换一个模型,如图2,质量为m的锥形桩,从高度h处自由落下,插进泥池中,泥对桩的阻力与插泥地对桩的阻力与插入深度成正比,可表为f=kx,求插入深度d.本题需用动能定理W总=ΔEk求解,而功是力对位移的积累,故变阻力应对位移取平均值,幸喜f随x均匀增加,故
f=f初 f末2=12kd
mgd-12kd