高中物理机械能常见问题

编辑:sx_liujy 2015-04-30
学习是一个循序渐进的过程,需要同学们不断的学习和努力。精品学习网提供了高中物理机械能常见问题,希望能帮助大家更好的复习所学的知识。一、有关变力功的计算:1. 转化模型求变力的功例一:人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m=50kg的物体,如图所示,开始绳与水平方向夹角为60°,当人匀速提起
重物由A点沿水平方向运动S=2m,而到达B点,此时绳与水平方向成30°角,求人对绳的拉力做了多少功?
分析与解:人对绳的拉力大小虽然始终等于物体的重力,但方向却时刻在变,而已知的位移S又是人沿水平方向走的距离,所以无法利用W=FScosθ 直接求拉力的功,若转换研究对象,以物体G为对象,其动能的增量即人对物体做的功。这种转换研究对象的方法是求变力的一条有效途径。设滑轮距地面的高度为H,则:

人由A走到B的过程中,重物G上升的高度ΔH等于滑轮右侧绳子增加的长度,即:

人对绳做的功:W=FS=GΔH   代入数据得:W=732 J。例二:把长为L的铁钉钉入木板中,每打击一次给予的能量为E0,已知钉子在木板中遇到的阻力与钉子进入木板的深度成正比,比例系数为K,问:把此钉子全部打入木板中,需要打击多少次?分析与解:在钉子进入木板的过程中,钉子把获得的能量用来克服阻力做功,而阻力为变力,因此要求出这个力的功,可采用平均值来求。又因为钉子所受的阻力与钉子进入木板的深度成正比,即:F=Kx,所以,其平均值
,F1=0,F2=KL,

克服阻力所做的功:

由能量守恒:
, 所以:

方法二:本题中因所受的阻力与钉子进入木板的深度成正比,类似于弹簧的弹力(F=kx),因此,克服阻力所做的功,可转化为弹簧模型,即阻力所做的功,可等效认为转化为弹簧的弹性势能。
,即可得出同样的结论:

2. 巧用结论求变力的功结论的引入及证明:例三:物体静止在光滑的水平面上,先对物体施加一个水平向右的恒力F1,立即再对它施加一个水平向左的恒力F2,又经t秒后,物体回到出发点,在这一过程中,F1、F2分别对W1、W2间的关系是A. W1= W2   B. W2= 2W1   C. W2= 3W1   D. W2= 5W1
析与解:如图所示,AB段物体受的作用力为F1,BCD段物体受作用力F2,设向右为正方向,AB=S,
则AB段物体的加速度:



B点的速度:

BCD段物体的加速度:



综合以上各式有:



A到B过程中F1做正功,BCD过程中因位移为0,F2的总功为0,B到D过程F2做正功,即

,故正确选项为C。
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